[中图分类号] P634.8 [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2
中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位，自1999年成立以来，在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩，对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求，地质钻探技术如何发展，如何更好地起到对地质工作的支撑作用，笔者对这些问题有些不成熟的想法，在此发表，希望能抛砖引玉，与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。
1地质工作对钻探技术的需求
目前我国矿产资源紧缺，资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题，引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中，突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费，除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外，又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外，地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情，并进行积极的投资。近年来，随着地质工作的加强，地质钻探工作量成倍增长，一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大，使得对钻探设备和技术的需求同时加大。
2地质钻探技术应用现状
与世界先进的钻探技术相比，目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机，基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口，我国自己研制的产品已经开始出现，但还未得到大面积推广应用，而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机，还未形成系列。钻探工艺方面，一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用，但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识，但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时，钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降，使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法，如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功，但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点，但由于没有得到地质人员的认可，至今未能得到推广。除此之外，目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等，基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高，地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想，表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在，使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。
3地质钻探技术发展目标
笔者认为，考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段，应该分成近期、中长期和远期。划分原则是：至2010年为近期，至2020年为中长期，至2050年为远期。
3.1远期(至2050年)目标
实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中，都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义，目前尚无统一的说法。笔者的理解是：地质工作现代化的标志应该是，在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一，地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而，此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务，因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后，我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平，地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时，明确提出到2050年中国基本实现现代化，达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日，时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布：我们的目标是，到下世纪中叶，即中华人民共和国成立一百周年时，基本实现现代化。由此看来，我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。
3.2中长期(至2020)年目标
地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是：自主创新能力显著增强，地质钻探技术水平显著提高，自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用，钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。
3.3近期(至2010年)目标
地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是：初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法，使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。
4地质钻探技术近期研发工作重点
中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的，重点研究内容如下：
(1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法，包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题，包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术，包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外，钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一，拟开展以下一些工作： ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。
5几个值得强调的问题
5.1加强技术创新
技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造，其直接结果是推动科学技术进步，提高社会生产力的发展水平，进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展，在短期内获得显著的技术经济效果，使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家，却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功，是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新，其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是：超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例，在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新，涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术，最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法，使机械钻速提高50%以上，回次长度由3m提高到8～9m，大大节省了施工时间和成本。
5.2加强新方法、新技术推广应用
新方法、新技术从研发出来，到在钻探施工中得到普遍应用，通常需要花很长的时间，做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏，都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间，影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果，该项工作应有计划、有组织地开展，因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作，而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来，在钻探技术研究与应用的所有环节中，科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节，加强此方面工作是当务之急。
参考文献
[1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2004，31(1).
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ZK1601孔钻具脱扣事故处理方法
摘 要： 对 ZK 1601孔钻具脱扣事故原因进行了简要分析，介绍了处理方法，提出了处理事故中应注意的问题，为避免及处理类似事故提供了经验。
关键词: 钻具；脱扣；孔内事故；磨；割；丝锥打捞
(
02 年我们在山东某矿区施工 ZK1601 孔 ,该孔为80° 斜孔 ,设计孔深 280 m，终孔深度 318 m。在施工至273 m时出现脱扣事故，由于从钻具处脱开，中间有内管，处理较困难。技术人员认真分析研究，经过16 h将事故处理完毕，为今后类似事故处理积累了经验。
1 事故的初步判断
我们采用É 75 mm绳索取心工艺施工，在钻进到273 m时，回次进尺已达 218 m，岩心已装满内管(岩心内管有效长度 218 m)，在按正常程序采取岩心时，操作人员没有感觉到孔底拔断岩心。由于上一回次岩心完整，拔断时孔内有响声，又上下反复采取了2 次，依然没有感到拔断岩心，就开泵送水，以验证孔内是否出现了非正常情况。当钻杆下到孔底时出现憋水，低转数回转钻杆也同样憋水，稍向上提钻杆，泵压即降为零，由此判断孔内出现脱扣或断钻事故，称重显示事故发生在孔底。于是上钻检查，发现钻杆公扣与钻具外管上接头母扣脱扣，钻杆公扣磨损较严重。
2 孔内事故钻具状况及原因分析
此套钻具是我们自行设计加工的，外管上端依次接有弹卡室和上接头，上接头外径与钻具相同，其外侧对称镶焊4道硬质合金，起扶正作用，二者有效长度为24 cm，内管总成在外管总成中自由悬垂时 ，总成矛头仅短于上接头上端 1 cm，内管中有 218 m的岩心可能还没拔断。从脱扣钻杆公扣磨损情况判断，上接头已被磨出喇叭口。由于钻具外管及上接头外径皆为 73 mm ，而钻杆接头外径为72 mm ,所以分析脱扣原因为：斜孔钻进外径偏磨严重，上接头壁厚磨，导致强度降低，钻进中在压、 扭力作用下，钻杆公扣挤入上接头母扣中，母扣内径变大，钻进时仅靠公母扣根台阶的阻力还可勉强钻进，但随时都有脱扣的可能，还可能导致烧钻。取心时，受钻具和岩心重力、 摩擦阻力及拔断完整岩心所需拉力的作用，导致连接强度已降低的公母扣脱开。
3 事故处理方案的确定
本孔孔壁较稳定，并一直使用无固相冲洗液钻进，无坍塌掉块，这为事故处理提供了方便条件。由于事故钻具总成矛头较上接头上端短 1 cm ，公锥下不到外管中，并且判断外管上接头已成喇叭口，若再用公锥强力下压拧进，喇叭口(可能已撑裂)会更大，若挤死孔壁就再也起拔不出，因此决定采用下列办法。
3.1 割掉喇叭口,起拔内管
在方案确定前我们抱着侥幸心理先用新钻杆接头下到孔内去对接钻具，虽可以拧上，但一提即脱扣，验证了钻具上接头已成喇叭口的判断。我们决定用金刚石钻头磨掉一截外管上接头，不但要磨掉喇叭口，还要使内管总成高出外管 ,然后把打捞器放入配好的钻具内，下到孔底套住矛头，靠钻具拉出内管。
3.2 用正丝丝锥起拔外管
由于钻进中水路畅通,判断钻头未烧 ,若内管能够提起 ,那么在上接头喇叭口被磨掉的情况下 ,用公锥应能够起拔出外管。
4 综合处理步骤
4.1 打捞内管
在机台现场还备有相同的总成及钻具，我们在地表做了模拟试验，钻头内径为 49 mm，总成外径为54 mm，当钻头压在总成肩部时，矛头头部可进入钻头内40 mm，坐落在钻头内台阶上的打捞器完全可以勾住矛头。
像正常钻进一样，把一套完整钻具外管下到孔内，距离事故钻具10 cm时开始送水扫孔，钻进参数为低压力、 低转数、 适当泵量，用泥浆作冲洗液。磨蚀开始后量准机上余尺，当计算磨到总成肩部时停止，用大泵量冲孔，冲孔后提出孔内钻杆到孔口卸开，接一根钻杆，再拧到提引器上，用钻机升降机将钻杆放到孔底压在总成上，此时钻杆在地表有出露，把打捞器(钢丝绳在拴挂打捞器根部砸掉3股，只留2股，以降低连接强度)沿钻杆内放到孔底。为判断是否捞住内管，用可以提动打捞器的力量提拉钢丝绳，没有拉动，证明已捞住内管总成，强力拉断钢丝绳(在打捞器根部断开)，将其提出地表，提大钻，发现只有内管总成上来，总成与内管脱扣，内管仍留在孔内。
分析总成与内管脱扣的原因有两种：一是钻具和钻杆压在事故内管总成上端将内管上端母扣压鼓，挤死外管，造成总成与内管拉脱；二是由于岩心没拔断，其拔断力大于总成与内管连接力，所以从内管上端拉脱。内管总成上来后，孔内事故外管总长长出内管 364 mm(在地表用实物量得)，可以用正丝丝锥打捞。
4.2 打捞外管
下入É 73 mm 正扣公锥打捞，加压强力扭转钻杆，由机上余尺和转动阻力可确定丝锥已 “咬住” 外管上接头，边转动边强力起拔，在听到孔内响了一声后，阻力突然降低，似钻杆脱扣或断钻征兆，放下对接，无效，上钻发现弹卡室和上接头上来，钻具及扩孔器、 钻头、 内管、 岩心仍留在原处。
4.3 割掉外管上端,截掉小段内管
按照尺寸计算，现孔内事故外管长出内管 120mm，公锥能够 “咬” 上外管，但取出来的弹卡室公扣及台阶已磨损，可以判断外管上端在处理事故过程中可能被撑大成喇叭口，挤住了孔壁，所以考虑割掉喇叭口，再割掉一截内管和岩心，然后仍用公锥打捞。
为此，我们加工了一个同心两径硬质合金割管钻头，如图1所示。用É 73 mm的45号圆钢加工，大径用来割外管，小径用来全面破碎内管和岩心。将其接到钻杆上，下到孔内，量准机上余尺 ,以低压、 慢转、 中等泵量割扫，冲洗液使用泥浆，以便排渣。当外管割掉40 mm(从割管器规格尺寸、 事故内外管相
差高度、 机上余尺可算出)后上钻，此时喇叭口已被割掉，外管长出内管180 mm ,可下公锥打捞。
4.4 用正扣公锥打捞
方法同412，此次事故钻具及岩心全部被打捞出来。最后，用泥浆冲孔。
5 结语
(1)造成此次事故的主要原因是钻具及配套接头偏磨严重，连接强度降低 ,导致两处脱扣。所以要经常检查钻具及钻杆磨损情况，尤其在斜孔钻进时。
(2)此次事故处理在磨扫内外管时使用绳索取心钻杆，其它情况都是用普通双管厚壁钻杆，以避免强力起拔损坏绳索取心钻杆。
(3)事故处理要防止越处理越复杂，事故加事故，所以要慎重制定方案。
(4)处理事故一定要保护好孔壁稳定，做到事故性质清楚、 事故位置清楚、 机上余尺清楚。
(5)钻探施工中难免发生孔内事故，所以设计加工钻具时，各种材料规格尺寸要留有余地，并要在现场准备一定的事故处理工具。
定向井钻井技术被应用到石油钻井中是在19世纪中后期，我整理了定向井钻井技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
定向井钻井技术论文篇一
浅析定向井钻井轨迹控制技术
[摘 要]定向井钻井中的关键技术是井眼轨迹控制技术，本文在分析定向井井眼轨迹剖面优化设计技术的基础上，对钻井中的井眼轨迹控制技术进行了探究。
[关键词]定向井;井眼轨迹;关键技术
中图分类号：TG998 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)08-0056-01
随着我国油气资源勘探开发力度的不断加大，对于地面遮挡物无法正常钻井开采、地质情况复杂存在断层等构造遮挡和钻井发生事故需要侧钻等复杂油气藏的勘探开发日益重视，而这些油气藏一般需要采用定向井钻井技术进行开发，从而增加油气储层裸露面积、提高油气采收率、降低钻井成本。但是，定向井钻井的井眼轨迹控制难度较大，需要对井眼轨迹进行优化设计，并通过在直井段、造斜段和稳斜井段采用不同的钻井轨迹控制技术进行控制，才能有效保证定向井的井眼轨迹，而对这些技术措施进行探究，成为提高定向井钻井水平的关键。
一、科学进行定向井井眼轨迹和轨道设计
1、定向井井眼轨迹的优化设计技术
井眼轨迹的剖面设计是定向井钻井施工的基础，只有不断优化完善井眼轨迹设计，保证井眼轨迹设计的科学性、合理性，才能确保定向井钻井实现预期目标。在定向井井眼轨迹剖面优化设计中，要坚持一定的原则：要以实现定向井钻井地质目标为原则，定向井钻井的地质目标很多，包括穿越多个含油地层提高勘探开发效果、避开地层中的断层等地质构造从而实现对地下剩余油气储层的有效开采、实现油井井眼轨迹在油气储层目的层的大范围延伸以增加油气藏的裸露面积等，同时，因为钻井或油气开采中发生事故导致无法正常开采的油井，可以通过定向井实现对油气储层的侧钻来达到开采目的，存在地面障碍物无法进行正常钻井的区域也可以通过定向井来实现钻井开采的目的，为了节约钻井成本，还可以通过丛式平台定向井开发的方式来节省井场占地面积;要以高校、优质、安全钻井施工作为现场施工目的，在进行定向井井眼轨迹剖面设计时，结合所处区域的地质特征进行设计，选择在地层稳定、松软度适中的位置进行造斜，造斜点要尽量避开容易塌陷、缩径或漏失以及压力异常的地层层位进行，要将造斜段的井斜角控制在15°-45°之间，因为过大的井斜角会增加施工难度且易引发钻井事故，而过小的井斜角会造成钻井方位的不稳定性，增加调整次数，还有就是在造斜率的选择上，要综合考虑油井所处地层的地质状况和钻井工具的实际造斜能力，在满足定向井钻井目标的前提下尽量减小造斜率并缩短造斜段的长度，实现快速钻井的目的;要尽量满足后期采油和完井工艺实施的要求，在满足定向井钻井要求的前提下，尽量减小井眼的曲率，方便后期抽油杆和油层套管下井，同时减小二者之间的偏磨，方便后期改造安全采油泵等井下作业施工。
2、定向井钻井的轨道设计
根据定钻井的目的和用途不同，可以将定向井分为常规定向井、丛式井、大位移井等几种类型进行设计，常规定向井一般水平位移不超过1km、垂直深度不超过3km，丛式井可减小井场面积，大位移定向井的轨道一般采用悬链曲线轨道，在井眼轨迹上采用高稳斜角和低造斜率。我国定向井井眼剖面轨迹主要有“直―增―稳”三段制剖面、“直―增―稳―降”四段制剖面和“直―增―稳―降―直”五段制剖面三种类型，在具体设计时根据所在地层地质特征不同进行优化设计。三种井眼轨迹各有优缺点：三段制井眼轨迹造斜段短，设计和施工操作比较方便，在没有其他特殊要求时可以采用三段制轨迹剖面;四段制井眼轨迹剖面起钻操作时容易捋出键槽加大下钻的摩擦力，容易造成卡钻事故，且容易形成岩屑床，一般不会采用，只在特殊情况下使用;五段制井眼轨迹剖面在目的油气储层中处于垂直状态，有利于采油泵安全下入，且便于后期采油工艺的实现。
二、三段制定向井轨迹剖面钻井控制技术
基于三种不同类型轨迹剖面的优缺点，在现实中多应用三段制和五段制井眼轨迹剖面进行定向井钻井设计，而三段制井眼轨迹剖面最为常用，下面就对三段制定向井井眼轨迹钻井控制技术进行研究。
1、直井段的井眼轨迹控制技术
直井段的井眼轨迹控制技术主要是防斜打直，这是定向井轨迹控制的基础，因为地质、工程因素和井眼扩大等原因，直井段钻井中会发生井斜，地质因素无法控制，可通过在施工和井眼扩大两方面采取技术措施进行直井段钻井的轨迹控制，关键要选择满眼钻具和钟摆钻具组合进行直井段钻井，前者可以在钻井中防止倾斜，将扶正器与井壁尽量靠近，就可以有效防止井斜问题出现;钟摆钻具的工作原理是超过一定角度后会产生回复力，具有纠正井斜问题的作用，但要保证钻压适量，因为钻压过大会使钟摆力减小而增斜力增大，妨碍纠斜效果。
2、造斜段的井眼轨迹控制技术
在定向井钻井中，造斜段钻井是关键部位，造斜就是从设计好的造斜点开始，使钻头偏离井口铅垂线而进行倾斜钻进的过程，关键是要让钻头偏离铅垂线开始造斜钻进。要根据设计好的井眼轨迹，综合井斜角、方位偏差来计算造斜率，以此指导造斜钻井施工，通过增加钻铤等措施，调整滑动钻进和复合钻进的比例，从而使钻头按照设计的井眼轨迹进行钻进，指导造斜段完成。
3、稳斜段的井眼轨迹控制技术
造斜段完成后，需要进行稳斜段的钻井施工，在稳斜段的钻进中，要选用无线随钻测井仪器对钻头的工作进程进行动态跟踪，实时监测钻头的实际井斜角、方位角偏离情况并与设计值进行对比，确保钻头中靶。在没有无线随钻测井仪器的情况下，需要通过稳斜钻具组合进行钻井，并应用单、多点测斜仪进行定点测斜，从而保证井眼中靶，提高钻井质量。
三、结论
综上所述，定向井是开采复杂油气藏的有效手段，可以对常规油井无法开采的油气藏进行开采，但要顺利实现定向井钻井，需要根据地质特征等设计井眼轨迹剖面、选择合适的轨道类型，并对不同井段采取对应的井眼轨迹控制技术，确保按设计的井眼轨迹钻进，提高油气资源开采效果。
参考文献
[1] 王辉云.定向井录井技术难点浅析[J].科技情报开发与经济，2009(10).
[2] 鲁港，王刚，邢玉德，孙忠国，张芳芳.定向井钻井空间圆弧轨道计算的两个问题[J].石油地质与工程，2006(06).
[3] 王学俭.浅层定向井连续控制钻井技术[J].石油钻探技术，2004(05).
[4] 崔剑英，贺昌华.定向井信息查询系统的开发[J].数字化工，2005(07).
定向井钻井技术论文篇二
寿阳区块煤层气定向井钻井技术浅谈
摘要：本文介绍了寿阳煤层气的开发现状和煤层气特征，分析了定向井钻井技术在施工过程中的应用，对今后在寿阳区块内施工的定向井有一定的指导作用。
关键词：寿阳区块;定向井;造斜段;稳斜段
Abstract: This paper introduces the development status and characteristics of Shouyang coal-bed methane coal-bed gas, analyzes the application of directional drilling technology in the construction process, has the certain instruction function to the construction of directional well in Shouyang block.
Keywords: Shouyang block; directional well; oblique section; steady inclined section
中图分类号：P634.5
1.概况
寿阳区块位于山西省中部，沁水盆地的北端，沁水盆地是我国大型含煤盆地之一，蕴藏着丰富的煤层气资源，根据远东能源(百慕大)有限公司前期在沁水盆地南部施工的参数井和定向生产井所获得的相关资料，显示该区具有良好的开发前景。
1.1寿阳区块勘探开发历史和现状
1995年由联合国开发计划署(UNDP)利用全球环境基金资助、煤科总院西安分院承担的《中国煤层气资源开发》项目，《阳泉矿区煤层气资源评价》专题科研报告，对阳泉矿区(包括生产区、平昔区和寿阳区)煤层气资源开发进行了评价和研究，其中重点对寿阳区的煤层气资源开发进行了评价和研究。
中国煤田地质总局于1996～1997年在韩庄井田施工了一批煤层气勘探参数井，获得了该区有关的煤储层参数，并对HG6井的主要煤层进行了压裂改造和排采试验，取得了该井合层排采的一整套数据。中联公司1997～1998年在寿阳区块施工了4口煤层气生产井，其中1口探井，3口生产试验井，获得该区宝贵的煤储层参数和生产数据。1998年完成了四条二维地震勘探线，共计167km，获得了丰富的地质成果。2005年远东公司在该区施工了3口羽状水平井，其中2口在煤层段进尺超过3000m，3口井均在生产。
2007年远东能源(百慕大)有限公司根据取得的初步成果资料研究、分析后，认为该区15#煤层十分稳定，储层参数比较有利，是煤层气开发的有利区块，决定在寿阳县南燕竹镇共计部署一批定向井及参数井，以获取该地区15#煤层的埋深、厚度等储层参数，进一步扩大勘探范围，并逐步形成区域生产井网，争取短期内该区煤层气地面开发进入大规模商业化运营。
1.2寿阳区块地质背景
沁水盆地北端位于北东向新华夏系第三隆起太行山隆以西，汾河地堑东侧，阳曲——盂县纬向构造带南翼。总体形态呈现走向东西、向南倾斜的单斜构造。区内构造简单，地层平缓，倾角一般在10°左右。燕山运动和喜马拉雅运动期间，由于较大规模的岩浆侵入活动，大地热流背景值升高，本区石炭二叠纪煤层在原来深成变质作用的基础上，又叠加了区域岩浆热变质作用，致使煤化作用大大加深，形成了本区高变质的瘦煤、贫煤以及少量无烟煤。
本区所钻遇的地层为：第四系(Q)，三叠系下统刘家沟组(T1l)，二叠系上统石千峰组(P2sh)，二叠系上统上石盒子组(P2x)，二叠系下统下石盒子组(P1x)，二叠系下统山西组(P1s)，石炭系上统太原组(C3t)。
1.3寿阳区块煤储层特征
主要含煤地层为上石炭统太原组及下二叠统山西组，含煤10余层，其中3#、9#、15#煤为主力煤层。
3#煤层：俗称七尺煤，全区煤层厚0～3.78m，煤层较稳定，寿阳矿区西部和阳泉三矿矿区煤层较厚，其他地区煤层变薄，甚至尖灭。结构简单，有时含一层夹矸，顶底板为泥岩，砂质泥岩、粉砂岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。
9#煤层：全区煤层厚不一，煤层较稳定。结构简单，顶底板为泥岩，砂质泥岩、粉砂岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。
15#煤层：煤层厚0.27～6.48m，是寿阳区块内煤层气开发的主力煤层。15#煤含1～3层夹矸，结构中等，顶底板K2灰岩，底板为泥岩、砂质泥岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。
沁水盆地北端煤储层厚度大，埋深适中;煤的热化程度较高，己进入生气高峰，煤层顶底板封闭性能好，含气量高;煤储层裂隙较发育，孔隙以小孔和微孔为主，渗透性较好;煤的吸附性能强，但含气饱和度偏低。
2.设备设备选择
2.1钻机选择
寿阳区块定向生产井井深一般在在1000m以内，水平段不超过500m，根据我井队现有设备的情况，选择了TSJ-2000、GZ-2000钻机。该钻机提升、回转能力均能满足煤层气定向生产井施工的需要。
2.2设备配置
水泵：TBW-850(直井段)、3NB-1000、F-500;排量0～42L/s，压力5～32MPa。
动力：PZ12V-190、PZ8V-190、12V135;功率120～800HP。
钻塔：27.5m/A型塔(750KN)。
钻具：Φ127mm钻杆，Φ203钻铤，Φ178钻铤+Φ159钻铤。
2.3定向钻具
Φ172(1.5°)螺杆、Φ165(1.5°)螺杆
Φ172MWD定向短节、Φ165MWD定向短节
Φ165mm、Φ159mm短钻挺
Φ214mm扶正器、Φ48MWD
Φ165mm无磁钻铤、Φ172无磁钻挺
3钻井工艺
3.1井身结构
井身结构在钻井工程中处于最基础的地位，体现了钻井的目的，也是决定该目的能否顺利实现的重要因素之一。井身结构设计以钻井目的为目标，以现实的钻井工程和地质等条件为依据，使目标和过程统一起来。
一开采用Φ311mm钻头钻至稳定基岩，且水文显示正常，下入Φ244.5mm表层套管，固井并候凝48小时。
二开采用Φ215.9mm钻头钻至完井，达到钻井目的后，下入Φ139.7mm生产套管并固井。
3.2钻头选用
二开选择造适岩的HJ537G钻头。
3.3动力钻具选择
为了适应软及中软地层，选择了中转速中扭矩马达。
3.4钻井液的选择
煤层气井施工时，煤储层保护是关键。在煤层段钻井中，主要采用清水钻进，严格控制钻井液中的固相含量、比重，井内岩粉较多时，可换用高粘无污染钻井液排出岩粉，既能保证孔内安全，又防止了储层污染。
4.定向钻具组合及钻进处理措施
定向井施工中主要分直井段、造斜段、稳斜段，要针对不同地层、不同井深、位移有效地选择好三个井段的钻具组合。实现设计的井身规迹是施工的关键。
4.1直井段钻井技术
直井段的防斜是定向井施工的重要保证，一般要求井斜100m内小于1°。直井段的钻具组合是关系到定向井下部定向造斜段的难易程度。
(1)钻具组合：一开采用塔式钻具组合：Φ311钻头+Φ203钻铤+Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。
二开：Φ215.9钻头 +Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。
(2)钻进参数： 钻压 10～80 kN排量 12 L/s 泵压 0.5～2MPa
钻井液性能： 密度 1.02～1.10g/cm3粘度 21 s
(3)见基岩时要轻压慢转，防止井斜。
(4)直井段换径时要吊打，换定向钻具前测井斜。
4.2造斜段钻井技术
造斜段下钻到底后，EMWD仪器无干扰开始定向钻进;施工采用1.5°单弯螺杆，测得实际造斜率为9°/30m，定向过程中采用滑动钻进与复合钻进交替作业，确保狗腿度满足要求。
(1)钻具组合Φ215.9钻头+Φ172(1.5°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
(2)钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 16 s
(3)要调整好钻井液性能，采用三级固控设备控控制固相含量不超标。
(4)及时测量井斜、方位，发现与设计不符，应马上采取措施。
(5)做好泥浆的性能维护，提高防塌性能和携带岩屑的能力，清洁井眼。
4.3稳斜段钻井技术
稳斜段钻具组合在本区可采用以下三种方法，也可以交替作业，确保井斜方位满足要求，三班各钻井参数要保持一致辞，并保证井下安全。
(1)采用螺杆复合稳斜钻进
钻具组合：Φ215.9钻头+Φ172(1.5°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 3～5 MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 17s
(2)采用近钻头扶正器稳斜钻进。
钻具组合：Φ215.9钻头+Φ214扶正器+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4 MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 17s
(3)采用光钻铤钻进。
钻具组合：Φ215.9钻头+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
钻进参数：钻压 80～120 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4 MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 16 s
5.经验与建议
通过对本区FCC-HZ-23D、FCC-HZ-33D、FCC-HZ-11D、FCC-HZ-47D、FCC-HZ-70D井的施工，取得了以下经验：
(1)及时测斜、准确计算、跟踪作图是保证井身轨迹的关键。使用MWD能准确掌握井身轨迹的变化情况，使轨迹得到有效的控制。
(2)在钻井过程中，随时观察扭矩、泵压的变化，发现问题及时分析与解决。
(3)勤测泥浆中固相含量的变化，确保固相含量不超标，从而影响螺杆的使用。有条件的话可以上三级固控设备。
(4)采取“转动+滑动”的复合钻进方式，利用无线随钻实时监测，能有效的确保井眼轨迹质量，使施工安全、快速进行;在稳斜过程中采用“转动+滑动”的复合钻进方式，有效降低摩阻和扭矩，降低施工风险。
(5)在定向造斜过程中使实际井斜略超前设计井斜，提前结束造斜段，使实钻稳斜段井斜略小于设计稳斜段井斜，在复合钻中使井斜微增至设计轨迹要求，达到快速、安全目的。参考文献
[1]王明寿.2006.寿阳区块煤层气勘探开发现状、地质特征及前景分析.北京：地质出版社
[2]大港油田.1999.钻井工程技术.北京：石油工业出版社
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