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[摘 要]在煤层气定向井钻井施工过程中，要求严格控制井身结构质量，井身结构设计遵循钻井设计的原则。合理组配钻具组合，控制钻井液性能，优化钻进参数，采用有效地定向技术措施，同时结合钻遇地层情况，完善钻井工艺技术，保证煤层气定向井钻井施工顺利完成。
[关键词]煤层气;定向井;钻井技术
中图分类号：TP373 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）14-0078-02
前言
随着煤层气资源勘探开发的不断深入，煤层气钻井技术得到广泛运用，常规直井钻井已不能满足生产需要，定向井钻井越来越常态化。定向井钻井技术是使用特殊的井下工具、测量仪器和工艺技术有效地控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。采用煤层气定向井钻井技术可以使地下条件受到限制的煤层气资源得到经济、有效的开发，能够大幅度提高煤层气产量和降低钻井成本，有利于保护自然环境，具有显著的社会效益和经济效益。同时促进我国地下的油气资源能得到更好的开发[1]。
1煤层气定向井概况
云南老厂雨旺区块煤层气定向井LC-S1、LC-S2井位于云南省曲靖市富源县十八连山镇雨旺乡1.5公里处，本井组为2口定向斜井，2口井井口间距5.00m，井口海拔一致。图1所示LC-S1、LC-S2井井身结构设计示意图。
2钻井工艺及方法
LC-S1井和LC-S2井，在钻井施工过程中，严格控制钻井设备安装质量，所有设备安装都达到了平、稳、正、全、牢。经过校正天车、转盘、井口和设备试运转自检后，达到开钻要求，经验收合格方可开钻。对所有的钻井工具都要进行检查、丈量、编号，记录规格及长度。
为了确保井身结构质量，对于LC-S1井，制定如下施工原则：靶点井深691.72m，靶点方位90.23°，靶点位移195.36m，靶心距5.12m，井底最大水平位移244.77m，全角最大变化率3.14°/104.00m。钻井液方面，本着对煤层污染小和保证井内安全前提下，在进入目的层段使用了清水钻进，从而达到了保护煤层气的目的。使用1.25°单弯加PDC钻头进行定向施工，工具面稳定，钻具造斜率效果较好。定向钻进至井深459.12m时，因进尺较慢，泵压升高。经现场决定起钻检查井下钻具。起钻后发现有钻头泥包现象，及时进行了清理，并更换新螺杆入井持续钻进。
对于LC-S2井，为了确保打好井，打优质井，制定如下施工原则：靶点井深672.23m，靶点方位28.97°，靶点位移188.93m，靶心距4.21m，井底最大水平位移260.15m，全角最大变化率3.81°/102.00m，在进入目的层段使用了清水钻进，从而达到了保护煤层气的目的。除此之外，低密度钻井液循环携带岩粉干净，能有效的保护煤层，减少对煤层的污染，使岩、煤屑能顺利返出地面，保证正常录井工作[2]。
3钻具组合
LC-S1井使用TSJ-2000钻机，补心高2.90m。一开使用膨润土钻井液作为循环介质，PDC钻头钻进至45.10m;二开采用无黏土低固相钻井液作为循环介质，使用φ215.9mm三牙轮钻头钻进至75.13m开始定向造斜，二开直井段45.10-75.13m，造斜点75.13m。造斜采用外径φ165mm（1.25°）单弯螺杆定向造斜至井深388.47m。造斜段75.13-388.47m，井斜：23.00°、方位：92.00°;后采用复合钻具稳斜钻进，钻至井深855.28m完钻，稳斜段388.47-855.28m。表1所示LC-S1井井身结构与钻具组合表，表2所示LC-S1井钻头与钻进参数表。
LC-S2井也是使用TSJ-2000钻机，补心高2.90m。一开使用膨润土钻井液作为循环介质，PDC钻头钻进至51.60m;二开采用无黏土低固相钻井液作为循环介质，使用φ215.9mm三牙轮钻头钻进至76.33m开始定向造斜，二开直井段51.60-76.33m，造斜点76.33m。造斜采用外径φ165mm（1.25°）单弯螺杆定向造斜至井深321.63m。造斜段76.33-321.63m，井斜：25.40°、方位：30.00°;后采用复合钻具稳斜钻进，钻至井深820.57m完钻，稳斜段321.63-820.57m。表3所示LC-S2井井身结构与钻具组合表，表4所示LC-S2井钻头与钻进参数表。
4定向施工技术措施
在煤层气定向井钻井施工的过程中，要想高质量完成钻井作业，就需要按照以下几点方法进行操作。其一直井段一定要打直，避免造斜点前产生较大位移。其二定向阶段合理使用单弯螺杆，尽可能精确控制工具面，提高造斜的效率;稳斜钻进阶段，和井队操作人员及时沟通，控制好复合钻进的参数，并做到及时测斜和及时预测轨迹。其三根据设计提前进行施工规划，优选钻具组合和施工方案。在具体施工过程中，严密监测方案的实施情况，并根据施工的实际情况及时进行调整。其四在施工过程中，确保每次测斜间隔不超过20m，并及时根据测斜数据进行预测和设计，明确下一步施工操作。保证实钻轨迹基本与设计轨迹相符。其五对定向钻进和复合钻进进行合理统筹，控制造斜率不超过设计造斜率的30%，尤其在增斜段和降斜段，确保井眼轨迹的平滑。其六在稳斜段钻进过程中，随时观察扭矩、泵压的变化，发现问题及时分析、解决;必要时通过变换钻具来调整钻具受力情况;每钻进单根划眼一次，以保证井眼平滑、及时清除井底岩屑，保证了斜井段的顺利施工。其七在定向过程中如果出现摩阻过大和脱压的现象，需经常活动钻具，并与井队协调对泥浆进行必要的调整。进行复杂情况处理时，把井底安全放在首位，防止出现卡钻、井壁坍塌等事故。其八在复合钻进的工程中，出现了由于钻具扭矩过大引起的轉盘憋停的现象。通过和井队合作分析，认真考虑各种可能引起这一现象的因素，与地质及泥浆工程师密切配合，从钻井液和工程两方面入手，及时清除井底岩屑并对钻具组合进行适当的调整，使工程得以顺利实施。其九在起下钻的过程中，要严格按照规章制度操作，及时向井底灌浆以确保井底安全。在下钻遇阻的情况下，小心操作，根据井底钻具组合和井眼轨迹的实际情况，不得随意旋转划眼，以免划出新井眼[3]。 5直井段防井斜方法优化
要想对直井段的垂直度进行保证，就需要对防井斜方法进行优化。首先，把好设备安装质量关，保证天车、转盘中心、井口一条线。其次，一开轻压吊打，并适当控制钻速，打前三根单根时，用带水平仪的角尺找正方钻杆。再者，二开钻进适当控制钻压且要给压均匀，钻压、转速各参数科学合理，三班一致，确保井身质量。最后，采用北京海蓝科技开发有限责任公司生产的无线随钻定向仪器进行定向钻进，实时纠斜、控斜钻进[4]。
6防卡方法优化
每次下钻时需要记录好钻具的重量和整个钻具组合的重量，并按规定扭矩上好每一个扣。每次起下钻过程中仔细检查钻具，发现问题及时汇报及处理。其次，认真记录好钻进中的各钻井参数数值。每班记录一次在正常排量下钻具的上提、下放的悬重和在零钻压下的正常旋转悬重。观察井眼变化状况。此外，小心谨慎，严防井下落物。卡好卡瓦，手工具要栓好安全绳，不要在转盘面上放。再者，起钻前要做好充分准备，下钻出套管鞋前做好设备、工具的检查、保养、修理等工作，确保在裸眼段起下钻的连续性。对于裸眼，也要尽可能保持钻具活动，因故静止也不要超过三分钟。至于司钻，在裸眼段起、下钻或钻进，遇卡上提不超过10吨，遇阻不超过5吨，且分几次试提或下放，不要一次提死或压死。根据情况，必要时立即接水龙头建立循环，正、倒划眼处理。一旦遇阻卡时，也要切记解卡的反方向原则。而每次下钻至套管鞋循环打通一次。还有相关人员必须要加强责任心，各负其责，尽职尽责，认真检查和保养，精心操作，紧密配合，特别是加强对绞车刹车系统的检查，包括涡磁刹车是否挂合或脱开;加强每班对冲管的保养;井口工具的检查，保养，泵房值班等[5]。
结束语
钻井施工过程中，通过合理运用定向井轨道设计技术以及井眼轨道的控制技术，保证井眼轨迹满足设计要求。合理选择钻具组合，控制钻井液性能，优化钻进参数，采用先进的定向技术措施，同时结合钻遇地层情况，完善钻井工艺技术，并且通过使用套管防卡等相关措施，解决定向井钻井过程中存在的各种问题，这对于钻井施工效率的提高十分有利[6]。
参考文献
[1]夏志华.定向井钻井工艺技术优化措施分析[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（21）：151-152.
[2]杨金生，殷召海，刘长柱.大斜度定向井技术的应用[J].石化技术，2017，24（8）：48.
[3]马海军.定向井钻井工序研究[J].化工设计通讯，2017，43（8）：243，256.
[4]石继峰.浅谈寿阳地区煤层气定向井钻井工艺[J].探矿工程-岩土钻掘工程，2013，（z1）：271-273.
[5]温继伟，陈宝义，田巍.韩城区块煤层气定向井钻井工藝研究[J].吉林地质，2010，29（2）：148-150，155.
[6]罗晓宇，侯奕.定向井钻井工艺技术措施优化[J].化工设计通讯，2018，44（3）：214.
[关键词]煤层气;定向井;钻井技术
中图分类号：TP373 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）14-0078-02
前言
随着煤层气资源勘探开发的不断深入，煤层气钻井技术得到广泛运用，常规直井钻井已不能满足生产需要，定向井钻井越来越常态化。定向井钻井技术是使用特殊的井下工具、测量仪器和工艺技术有效地控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。采用煤层气定向井钻井技术可以使地下条件受到限制的煤层气资源得到经济、有效的开发，能够大幅度提高煤层气产量和降低钻井成本，有利于保护自然环境，具有显著的社会效益和经济效益。同时促进我国地下的油气资源能得到更好的开发[1]。
1煤层气定向井概况
云南老厂雨旺区块煤层气定向井LC-S1、LC-S2井位于云南省曲靖市富源县十八连山镇雨旺乡1.5公里处，本井组为2口定向斜井，2口井井口间距5.00m，井口海拔一致。图1所示LC-S1、LC-S2井井身结构设计示意图。
2钻井工艺及方法
LC-S1井和LC-S2井，在钻井施工过程中，严格控制钻井设备安装质量，所有设备安装都达到了平、稳、正、全、牢。经过校正天车、转盘、井口和设备试运转自检后，达到开钻要求，经验收合格方可开钻。对所有的钻井工具都要进行检查、丈量、编号，记录规格及长度。
为了确保井身结构质量，对于LC-S1井，制定如下施工原则：靶点井深691.72m，靶点方位90.23°，靶点位移195.36m，靶心距5.12m，井底最大水平位移244.77m，全角最大变化率3.14°/104.00m。钻井液方面，本着对煤层污染小和保证井内安全前提下，在进入目的层段使用了清水钻进，从而达到了保护煤层气的目的。使用1.25°单弯加PDC钻头进行定向施工，工具面稳定，钻具造斜率效果较好。定向钻进至井深459.12m时，因进尺较慢，泵压升高。经现场决定起钻检查井下钻具。起钻后发现有钻头泥包现象，及时进行了清理，并更换新螺杆入井持续钻进。
对于LC-S2井，为了确保打好井，打优质井，制定如下施工原则：靶点井深672.23m，靶点方位28.97°，靶点位移188.93m，靶心距4.21m，井底最大水平位移260.15m，全角最大变化率3.81°/102.00m，在进入目的层段使用了清水钻进，从而达到了保护煤层气的目的。除此之外，低密度钻井液循环携带岩粉干净，能有效的保护煤层，减少对煤层的污染，使岩、煤屑能顺利返出地面，保证正常录井工作[2]。
3钻具组合
LC-S1井使用TSJ-2000钻机，补心高2.90m。一开使用膨润土钻井液作为循环介质，PDC钻头钻进至45.10m;二开采用无黏土低固相钻井液作为循环介质，使用φ215.9mm三牙轮钻头钻进至75.13m开始定向造斜，二开直井段45.10-75.13m，造斜点75.13m。造斜采用外径φ165mm（1.25°）单弯螺杆定向造斜至井深388.47m。造斜段75.13-388.47m，井斜：23.00°、方位：92.00°;后采用复合钻具稳斜钻进，钻至井深855.28m完钻，稳斜段388.47-855.28m。表1所示LC-S1井井身结构与钻具组合表，表2所示LC-S1井钻头与钻进参数表。
LC-S2井也是使用TSJ-2000钻机，补心高2.90m。一开使用膨润土钻井液作为循环介质，PDC钻头钻进至51.60m;二开采用无黏土低固相钻井液作为循环介质，使用φ215.9mm三牙轮钻头钻进至76.33m开始定向造斜，二开直井段51.60-76.33m，造斜点76.33m。造斜采用外径φ165mm（1.25°）单弯螺杆定向造斜至井深321.63m。造斜段76.33-321.63m，井斜：25.40°、方位：30.00°;后采用复合钻具稳斜钻进，钻至井深820.57m完钻，稳斜段321.63-820.57m。表3所示LC-S2井井身结构与钻具组合表，表4所示LC-S2井钻头与钻进参数表。
4定向施工技术措施
在煤层气定向井钻井施工的过程中，要想高质量完成钻井作业，就需要按照以下几点方法进行操作。其一直井段一定要打直，避免造斜点前产生较大位移。其二定向阶段合理使用单弯螺杆，尽可能精确控制工具面，提高造斜的效率;稳斜钻进阶段，和井队操作人员及时沟通，控制好复合钻进的参数，并做到及时测斜和及时预测轨迹。其三根据设计提前进行施工规划，优选钻具组合和施工方案。在具体施工过程中，严密监测方案的实施情况，并根据施工的实际情况及时进行调整。其四在施工过程中，确保每次测斜间隔不超过20m，并及时根据测斜数据进行预测和设计，明确下一步施工操作。保证实钻轨迹基本与设计轨迹相符。其五对定向钻进和复合钻进进行合理统筹，控制造斜率不超过设计造斜率的30%，尤其在增斜段和降斜段，确保井眼轨迹的平滑。其六在稳斜段钻进过程中，随时观察扭矩、泵压的变化，发现问题及时分析、解决;必要时通过变换钻具来调整钻具受力情况;每钻进单根划眼一次，以保证井眼平滑、及时清除井底岩屑，保证了斜井段的顺利施工。其七在定向过程中如果出现摩阻过大和脱压的现象，需经常活动钻具，并与井队协调对泥浆进行必要的调整。进行复杂情况处理时，把井底安全放在首位，防止出现卡钻、井壁坍塌等事故。其八在复合钻进的工程中，出现了由于钻具扭矩过大引起的轉盘憋停的现象。通过和井队合作分析，认真考虑各种可能引起这一现象的因素，与地质及泥浆工程师密切配合，从钻井液和工程两方面入手，及时清除井底岩屑并对钻具组合进行适当的调整，使工程得以顺利实施。其九在起下钻的过程中，要严格按照规章制度操作，及时向井底灌浆以确保井底安全。在下钻遇阻的情况下，小心操作，根据井底钻具组合和井眼轨迹的实际情况，不得随意旋转划眼，以免划出新井眼[3]。 5直井段防井斜方法优化
要想对直井段的垂直度进行保证，就需要对防井斜方法进行优化。首先，把好设备安装质量关，保证天车、转盘中心、井口一条线。其次，一开轻压吊打，并适当控制钻速，打前三根单根时，用带水平仪的角尺找正方钻杆。再者，二开钻进适当控制钻压且要给压均匀，钻压、转速各参数科学合理，三班一致，确保井身质量。最后，采用北京海蓝科技开发有限责任公司生产的无线随钻定向仪器进行定向钻进，实时纠斜、控斜钻进[4]。
6防卡方法优化
每次下钻时需要记录好钻具的重量和整个钻具组合的重量，并按规定扭矩上好每一个扣。每次起下钻过程中仔细检查钻具，发现问题及时汇报及处理。其次，认真记录好钻进中的各钻井参数数值。每班记录一次在正常排量下钻具的上提、下放的悬重和在零钻压下的正常旋转悬重。观察井眼变化状况。此外，小心谨慎，严防井下落物。卡好卡瓦，手工具要栓好安全绳，不要在转盘面上放。再者，起钻前要做好充分准备，下钻出套管鞋前做好设备、工具的检查、保养、修理等工作，确保在裸眼段起下钻的连续性。对于裸眼，也要尽可能保持钻具活动，因故静止也不要超过三分钟。至于司钻，在裸眼段起、下钻或钻进，遇卡上提不超过10吨，遇阻不超过5吨，且分几次试提或下放，不要一次提死或压死。根据情况，必要时立即接水龙头建立循环，正、倒划眼处理。一旦遇阻卡时，也要切记解卡的反方向原则。而每次下钻至套管鞋循环打通一次。还有相关人员必须要加强责任心，各负其责，尽职尽责，认真检查和保养，精心操作，紧密配合，特别是加强对绞车刹车系统的检查，包括涡磁刹车是否挂合或脱开;加强每班对冲管的保养;井口工具的检查，保养，泵房值班等[5]。
结束语
钻井施工过程中，通过合理运用定向井轨道设计技术以及井眼轨道的控制技术，保证井眼轨迹满足设计要求。合理选择钻具组合，控制钻井液性能，优化钻进参数，采用先进的定向技术措施，同时结合钻遇地层情况，完善钻井工艺技术，并且通过使用套管防卡等相关措施，解决定向井钻井过程中存在的各种问题，这对于钻井施工效率的提高十分有利[6]。
参考文献
[1]夏志华.定向井钻井工艺技术优化措施分析[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（21）：151-152.
[2]杨金生，殷召海，刘长柱.大斜度定向井技术的应用[J].石化技术，2017，24（8）：48.
[3]马海军.定向井钻井工序研究[J].化工设计通讯，2017，43（8）：243，256.
[4]石继峰.浅谈寿阳地区煤层气定向井钻井工艺[J].探矿工程-岩土钻掘工程，2013，（z1）：271-273.
[5]温继伟，陈宝义，田巍.韩城区块煤层气定向井钻井工藝研究[J].吉林地质，2010，29（2）：148-150，155.
[6]罗晓宇，侯奕.定向井钻井工艺技术措施优化[J].化工设计通讯，2018，44（3）：214.