發(fā)布時(shí)間：2018-07-09 20:39

  本文選題：煤層氣 + 水平對(duì)接井��； 參考：《煤炭科學(xué)研究總院》2017年博士論文

【摘要】：煤礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)符合我國(guó)安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的發(fā)展方向,具有廣闊前景,水平對(duì)接井鉆完井技術(shù)研究對(duì)煤層氣開(kāi)發(fā)具有重要意義。針對(duì)目前煤層氣開(kāi)發(fā)水平井鉆完井過(guò)程中沿煤層段"有效進(jìn)尺最大化及其利用"效果不佳亟待解決的難題,本文從煤層氣開(kāi)發(fā)水平對(duì)接井方向入手,以鉆完井關(guān)鍵技術(shù)為研究對(duì)象,綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬、室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐等方法進(jìn)行攻關(guān),取得了以下主要研究成果:(1)通過(guò)優(yōu)化修正原三點(diǎn)定圓法和曲率補(bǔ)償斜面圓弧法的理論模型,對(duì)單彎無(wú)穩(wěn)螺桿鉆具造斜能力和待鉆井眼軌道參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè);提出一種以入靶窗口的水平位移增加量最小為目標(biāo),優(yōu)選穩(wěn)斜探煤頂時(shí)機(jī)和最優(yōu)穩(wěn)斜角著陸入靶軌道的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,為水平最優(yōu)安全著陸入靶和沿煤層井眼軌跡控制提供了理論支持。(2)以VisualStudio2015為開(kāi)發(fā)工具,C#為編程語(yǔ)言,開(kāi)發(fā)了煤層氣水平井井眼軌道預(yù)測(cè)計(jì)算系統(tǒng)軟件,結(jié)合基于地質(zhì)導(dǎo)向隨鉆測(cè)井跟蹤伽馬參數(shù)的響應(yīng)特征,指導(dǎo)最優(yōu)安全著陸入靶并沿煤層定向鉆進(jìn)。(3)通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬和抗壓實(shí)驗(yàn),優(yōu)化設(shè)計(jì)出一種適用于煤層氣高效開(kāi)采的高抗壓強(qiáng)度、大過(guò)流面積的φ 50.8mm圓錐形篩孔PE篩管,篩孔最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)為:半徑8mm、相位角60°、過(guò)流面積比5%。(4)針對(duì)煤礦區(qū)煤儲(chǔ)層的不同特點(diǎn),研究形成篩管完井、滑套分段壓裂和水力噴射分段壓裂水平對(duì)接井系列完井增產(chǎn)改造配套技術(shù),可滿(mǎn)足水平對(duì)接井在塊狀、碎裂和碎粒等復(fù)雜構(gòu)造煤儲(chǔ)層的不同完井需求。在沁水盆地南部WP02、2013ZX-SH-UM15和2014ZX-U-01三組水平對(duì)接井組工程施工的成功應(yīng)用,驗(yàn)證了關(guān)于水平對(duì)接井鉆完井關(guān)鍵技術(shù)的研究成果。本文所開(kāi)展的鉆井軌跡控制及完井配套技術(shù)的理論研究和相關(guān)結(jié)論,能夠用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)水平鉆井工程實(shí)踐,對(duì)相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)一步研究應(yīng)用具有參考價(jià)值。
[Abstract]:The development of coalbed methane in coal mine area accords with the development direction of safety, economy and environmental protection in our country, and has a broad prospect. The study of horizontal docking well drilling and completion technology is of great significance to the development of coalbed methane. In view of the difficult problem of "maximization of effective advance and its utilization" in the process of drilling and completing horizontal wells in coalbed methane development at present, this paper starts with the direction of horizontal docking wells in coalbed methane development. Taking the key technology of drilling and completion as the research object, the key problems are solved by using the methods of theoretical analysis, numerical simulation, laboratory model experiment and field engineering practice, etc. The main research results are as follows: (1) by optimizing and modifying the theoretical models of the original three-point fixed circle method and curvature compensation inclined plane circular arc method, the slanting ability of single-bend unsteady screw drilling tools and the trajectory parameters of the drilling hole are predicted; This paper presents an optimal design method for selecting stable coal roof and landing target track with the aim of minimum increase of horizontal displacement in target window. It provides theoretical support for horizontal and safe landing and control of borehole trajectory along coal seam. (2) with Visual Studio 2015 as the development tool, C # is used as programming language to develop the system software for prediction and calculation of horizontal well trajectory of CBM. Combined with the response characteristics of tracking gamma parameters based on geological guidance logging, the optimal safety landing target and directional drilling along the coal seam are guided. (3) through theoretical analysis, numerical simulation and compression experiments, A 蠁 50.8mm cone sieve hole PE sieve pipe with high compressive strength and large over-flow area suitable for high efficiency mining of coalbed methane is designed. The optimum structural parameters of sieve hole are as follows: radius 8 mm, phase angle 60 擄, flow area ratio 5. (4) according to different characteristics of coal reservoir in coal mine area, sieve tube completion is studied. The complete set of techniques for horizontal joint wells with sliding casing fracturing and hydraulic jet fracturing can meet different completion requirements of complex structural coal reservoirs, such as block, fragmentation and particle fracturing. The successful application of WP02C2013ZX-SH-UM15 and 2014ZX-U-01 horizontal docking well group engineering in the southern Qinshui Basin verifies the research results about the key techniques of horizontal docking well drilling and completion. The theoretical research and relevant conclusions of drilling trajectory control and completion matching technology developed in this paper can be used to guide the field horizontal drilling engineering practice and have reference value for further research and application in related fields.
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TE257;TE242

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