-1-中國石油集團鉆井工程技術研究院二○一三年三月煤層氣鉆井新技術與應用-2-匯報內容一、煤層氣工程研究所基本情況二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術三、DRPE篩管完井技術與裝備四、煤層氣鉆井工程實驗評價技術五、結束語定位：致力于煤層氣工程特色技術的研發與服務，形成國內一流、國際領先的煤層氣鉆完井技術技術系列。

職責：

—煤層氣鉆完井技術及專用工具研究

—中石油煤層氣鉆井業務支持與服務

—煤層氣鉆井技術發展規劃煤層氣工程研究所是國內唯一以煤層氣鉆井工程技術作為研究對象的科研單位；擁有的煤層氣鉆井完井技術是中石油鉆井院十大特色技術之一。一、單位基本情況1993年起開始介入煤層氣現場試驗，進行煤層氣鉆井技術的前期研究;1994年負責完成了湖南冷試1井、江西曲試1井兩口煤層氣試驗井的鉆井完井設計及現場技術管理工作，為美國菲利普斯公司提供了煤層傷害評價服務;1996-2006年負責完成了中石油煤層氣項目經理部30多口試驗井、2口水平分支井的鉆完井工程設計、現場監督和現場跟蹤研究工作：2006年，負責完成了樊莊地區3#煤層100口開發直井的區塊技術服務與監理工作;2009年獨立設計、組織實施了鄭平1-1多分支水平井；2008至現在，承擔了煤層氣相關的國家重大專項、股份公司專項、海外專項等課題攻關，開發出了DRMTS-II穿針工具和DRPE篩管完井等技術。1、發展歷程一、單位基本情況煤層氣鉆井完井設計、跟蹤研究、區塊監理工作煤層氣水平井鉆井工程現場實施技術（具備工程總包能力）水平井遠距離穿針技術服務煤層氣篩管完井技術煤層氣欠平衡鉆井技術煤層氣鉆完井工程實驗評價技術煤層氣繩索取心工藝技術服務一、單位基本情況6擁有獨立開發的煤層氣多分支井優化設計、欠平衡設計、欠平衡鉆井風險評估三套軟件，并取得集團公司煤層氣鉆井設計資質證書DR-CBM煤層氣工程數據庫煤層氣產能評價模塊鉆井參數優化設計模塊煤層氣欠平衡設計模塊煤層氣井風險模擬預測模塊一、單位基本情況-7-匯報內容一、煤層氣工程研究所基本情況二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術三、DRPE篩管完井技術與裝備四、煤層氣鉆井工程實驗評價技術五、結束語

水平井/多分支井是煤層氣的高效開采方式，而遠距離穿針（對接）技術是煤層氣水平井/多分支井開發的關鍵技術之一，該技術長期被外國公司壟斷，嚴重制約了我國煤層氣低成本規模開發。R鉆進方向洞穴

磁發射裝置

探管穿針目標：引導煤層氣水平井與排采直井連通。工藝流程：水平井下入磁發射裝置，洞穴直井下入測量探管；通過穿針裝備實時測量鉆頭與洞穴的相對位置關系，然后為定向鉆井提供精確靶點。二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術-8-

2008年國家油氣重大專項將穿針裝備其列為“10大裝備之一”進行攻關研究；通過“十一五”后三年的技術攻關，研制出DRMTS遠距離穿針裝備；該裝備具有點對點精確定位導向能力，可完成煤層氣水平井與排采直井玻璃鋼套管連通作業；與國外儀器相比，具備近距離測量和立體導向優勢。4、無線數據傳輸系統水平井形成旋轉磁場1、DRMTS磁發射裝置1、DRMTS測量探管鉆頭與探管相對位置關系螺桿及LWD磁信號通過電纜上傳洞穴井3、DRMTS地面工控系統5、磁信號解釋處理中心-9-二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術-10-距離80米開始測量和定位距離60米全力進行軌跡調整距離30米方位偏差控制在1度以內距離10米，方位偏差控制在0.5度以內鉆進方向水平井洞穴直井距離1米方位偏差控制在0.5度以內玻璃鋼套管井軌跡測控標準點對點連通玻璃鋼技術核心測量范圍：DRMTS-II設備探測范圍為80~1米；國外RMRS為70~5米。立體測量：測量井斜偏差、鋼套管位置磁性標定；40米以內定位測量精度達到厘米級別。二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術經濟技術指標國外同類技術國內同類技術DRMTS-I穿針裝備最大探測范圍及精度井下最大探測范圍達到70米；距離測量誤差小于5%本項目研發前及研發過程中國內尚無該類技術DRMTS-II穿針裝備達到80米井下探測范圍；距離測量誤差小于5%產品規格系列系列較全，最小尺寸3-1/2″研制出4-3/4″等三種規格系列裝備，近距離測量（5米以內）磁場飽和，不能進行測量及定位作業可在1~5米近距離范圍進行測量及定位作業空間導向只測量距離和方位偏差可測量井斜偏差，能夠三維立體導向設備銷售價格每套設備售價160萬元，專利費5萬元/井次；技術服務費用25萬元/井次具體技術指標達到國際領先水平，滿足工業應用要求-11-二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術2012年5月19日中央電視臺宣傳了該技術成果。主流報刊《光明日報》、《科技日報》、《經濟日報》等9家媒體在主力版面發表文章，宣傳這一科技進步成果。新華網、人民網等共有41家網站進行了轉載報道。2011年11月DRMTS-1穿針裝備通過了集團公司組織的鑒定評審。2011年12月8日參加了集團公司十大利器發布會，標志著中石油成為第二家掌握該技術的公司。產品發布與鑒定媒體報道-12-二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術DRMTS穿針裝備推廣應用

2012年1月至12月，DRMTS型穿針裝備共完成13井次的穿針技術服務，其中三次直接連通玻璃鋼套管，一次連通作業成功率達到100%；該產品已在我國沁水盆地、鄂爾多斯盆地等主要煤層氣區塊得到廣泛應用，性能指標得到了用戶的肯定和贊譽。-13-井號區塊甲方公司主要技術應用情況靶心距（厘米）鄭試平6H鄭莊區塊華北油田連通7寸玻璃鋼

4.5SS01河南煤層氣區塊河南煤層氣公司直徑0.5米洞穴

6.6DSF-05H井彬縣區塊龍門煤層氣公司直徑0.5米洞穴

4.1沁平12-11沁水盆地鄭莊區塊華北油田直徑0.5米洞穴

17.2ZP3-10沁水盆地鄭莊區塊華北油田直徑0.5米洞穴

7.7ZP4-10沁水盆地鄭莊區塊華北油田復合連通、7寸玻璃鋼

3.2ZP4-14沁水盆地鄭莊區塊華北油田直徑0.5米洞穴

12.0FL-H13-L山西柳林區塊華北油田7寸連通玻璃鋼

6.2ZP3-7沁水盆地鄭莊區塊華北油田直徑0.5米洞穴12.4DSFC-06井彬縣區塊龍門煤層氣公司直徑0.5米洞穴11.6HJH1-1井彬縣區塊陜西油氣鉆采遠端連通、直徑0.5米洞穴20.0二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術典型案例：鄭試平6H井落魚洞穴7″鋼套管7″玻璃鋼套管3米1、靶區范圍由原來的0.5×4米矩形靶縮小至點靶2、且連通段地層位于頂板泥巖中，側鉆補救難度大3、憋壓連通等措施成功可能性很小靶點-14-二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術典型案例：鄭試平6H井在我院穿針作業服務團隊和渤海鉆探第四鉆井公司的通力協作和配合下，一次性圓滿完成了該井玻璃鋼連通任務。DRMTS遠距離穿針測量結果井深(m)距離(m)方位偏差(°)靶點井斜角(°)951.3853.5710.1280.8696045.789.1882.01967.537.16.5582.28970.732.894.5782.71976.326.553.1382.37981.920.721.1282.9498814.90.6981.598913.860.2981.09993.29.070.0180.989975.26-0.3878.67998.83.36-0.7876.861001.8連通，靶心距4.5cm-15-二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術典型案例：柳林煤層氣區塊FL-H13-L為解決直井洞穴垮塌問題，富地石油公司在FL-H13-L井未造洞穴，直接連通玻璃鋼套管；在我院穿針作業服務團隊和陜西龍門天地煤層氣技術工程有限公司的通力協作和配合下，一次性圓滿完成了該井玻璃鋼連通任務DRMTS遠距離穿針測量結果井深(m)距離(m)方位偏差(°)靶點井斜角(°)701.864.522.890.8707.559.671.2289.26714.552.32-0.4890.8172244.53-1.0391.2172838.91-0.1891.45734.532.54-0.5491.0574026.090.8590.43745.520.70-0.2989.8875313.36-0.2188.10759.36.88-0.8282.70763.42.37-1.4594.76765.8連通，靶心距6.2cm-16-目前富地石油公司已放棄直井造穴工藝，全面推廣“點對點”連通玻璃鋼技術！二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術二開8-1/2″井眼下入6-1/2″磁源發射裝置引導，完成復雜地層段的鉆進，然后下套管；三開采用4-3/4″磁源發射裝置再次進行引導，最終實現兩井連通。6-1/2磁源發射裝置磁測量探管二開井段DRMTS穿針裝備引導至距離直井3~10米，下套管封堵連通點前不穩定煤層-17-典型案例：復合穿針工藝二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術典型案例：ZP4-10井該井位于山西省沁水盆地鄭莊區塊，由在井斜70度時鉆遇煤層，井眼軌跡將穿越3#煤層底部的粉煤，因此決定采用“二開預連通+三開連通”的復合連通模式進行導向鉆進；DRMTS-I穿針工具在8-1/2″井眼距離洞穴80米開始精確定位導向，并引導至距離洞穴22米處，方位偏差0.6度；三開采用4-3/4磁源發射裝置進行磁導向，在距離洞穴1.5米處結束導向作業，方位偏差2.1度，繼續鉆進1.4米后實現兩井連通作業。不穩定粉煤段二開套管鞋洞穴直井-18-二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術-19-匯報內容一、煤層氣工程研究所基本情況二、DRMTS-II遠距離穿針鉆井技術三、DRPE篩管完井技術與裝備四、煤層氣鉆井工程實驗評價技術五、結束語三、DRPE篩管完井技術與裝備-20-針對我國煤層易垮塌及產出煤粉等特點，鉆井研究院研制完成一套煤層氣篩管完井技術（包括PE篩管、注入裝置、錨定裝置等）。解決了煤層氣水平井完井井壁垮塌等問題，有望提高煤層氣井筒壽命和單井產量。PE篩管PE篩管滾筒注入裝置引導錨定裝置鉆桿PE篩管完井系統構成2寸PE篩管以類似連續管的形式，在煤層水平段下入篩管，有效支撐煤層井壁，保持排采期間井眼的連通。井口連續注入裝置引導錨定裝置-21-三、DRPE篩管完井技術與裝備-22-1、煤層氣水平井專用PE篩管加工完成的2吋PE篩管1600m/卷材料：HDPE100外徑50.8mm，壁厚4.6mm篩眼：8mm×23mm，過流面積比3%篩眼相位分布為60°

支撐力24000N/m三、DRPE篩管完井技術與裝備-23--23-2、地面連續注入裝置主要功能和特點：以類似連續油管注入的形式，采用液壓驅動的專用摩擦鏈條帶動PE篩管連續注入到鉆桿內。

注入裝置采用大量標準件及常用件，標準化系數高達60%以上。該裝置可直接與鉆桿進行連接和固定；系統自帶小型獨立液壓源。地面連續注入裝置整機

適用注入2~4吋的PE篩管注入力：6kN額定注入速度：8m/min液壓系統：耐壓16MPa額定排量25L/min連接絲扣：311型裝置規格參數三、DRPE篩管完井技術與裝備-24-3、引導和錨定裝置研制設計原則：下的去、張的開、掛的牢

主要功能和特點：在泵沖過程中承壓臺肩憋壓形成牽引力，帶動篩管下入到預定位置，然后張開刀翼自動張開，固定篩管于煤層中。該裝置由單向閥、承壓臺肩、張開刀翼三部分組成。裝置規格參數

張開刀翼半徑25cm本體直徑50.8mm

90°夾角組合式刀翼結構承壓臺肩外徑：54mm、56mm、58mm適合井眼：6吋、8-1/2吋

鉆桿最小通徑：61mm張開刀翼承壓臺肩單向閥三、DRPE篩管完井技術與裝備-25-

2012年3月-11月在山西柳林、長治、沁水、內蒙古等地已經完成6井次的PE篩管完井技術試驗與應用。井號區塊甲方公司井型備注鄭試9U-H沁水盆地鄭莊區塊華北油田煤層氣分公司U型井現場試驗華李平1H沁水盆地長治區塊華北油田煤層氣分公司U型井現場試驗CLU-02H柳林區塊中聯煤層氣有限公司U型井完井技術服務霍U1-1H內蒙古霍林河區塊中石油廊坊分院V型井完井技術服務霍U1-2H內蒙古霍林河區塊中石油廊坊分院V型井完井技術服務CLU-01H柳林區塊中聯煤層氣有限公司U型井完井技術服務4、DRPE型篩管完井試驗與應用三、DRPE篩管完井技術與裝備-26-

鄭試9U-H井

2012年3月12~13日，項目組應廊坊分院邀請，赴鄭莊區塊鄭試9U-H井進行試驗。完成鄭試9U-H井洞穴前245m和洞穴后1122.1m（0-376m和376-1122.1m），共計1367.1m的2吋PE篩管的施工作業。鄭試9U井身結構垂直剖面圖鄭試9U-H鄭試9U-V洞穴三、DRPE篩管完井技術與裝備-27--27-

鄭試9U-H井

該井組在2012年7月1日進行投產，目前日產水量為0.7m3，日產氣為1370m3，預計該井單井產量可超過10000m3/d。鄭試9U-V井試氣曲線三、DRPE篩管完井技術與裝備-28-

2012年8月25~26日，項目組在山西長治區塊華李平1H井進行了一井次現場試驗，完成

831-1731m（831-1202m和1202-1731m），共計900m水平段的2吋PE篩管的施工作業。

華李平1H井華李平1井身結構垂直剖面圖華李平1H華李平1V洞穴三、DRPE篩管完井技術與裝備-29-

CLU-02H井

2012年9月10~12日，項目組應中聯煤邀請，赴柳林區塊CLU-02H井進行試驗。由于鉆具水眼（52mm）偏小；泥漿比重（1.14-1.16）和粘度（45S）過大，分5段共計完成886m的2吋PE篩管的施工作業。序號PE篩管下入長度（m）PE篩管下入長度（m）自至11481842169421801694151431201514139441531394124152851241956總長度8861842956CLU-02井身結構圖三、DRPE篩管完井技術與裝備1H2H-30-

霍U1-1H&2H煤層氣V型井

2012年10月4~5日完成霍U1-1H井629m（816-1445m）的PE篩管施工作業。2012年10月9~11日完成霍U1-2H井800m（400-800m,800-1200m）的PE篩管施工作業。霍U1煤層氣V型井身結構圖三、DRPE篩管完井技術與裝備-31-

2012年10月24日，完成CLU-01H井1127-1780m（1127-1427m，1427-1780m），共計653米水平段的PE篩管施工作業。

CLU-01H井三、