煤层气水平井充气欠平衡钻井：井底环空压力设计与控制

摘要：本文主要关注煤层气水平井中充气欠平衡钻井技术的井底环空压力设计与控制方法。在分析井底环空压力影响因素的基础上，文章提出了一个欠平衡钻进过程中的井底环空压力设计策略，并讨论了如何有效控制环空压力的波动。该方法在彬长矿区的两口煤层气多分支水平井中进行了现场试验，结果显示，所设计的井底环空压力控制方法切实可行，适用于煤层气水平井的充气欠平衡钻井实践。 关键词：煤层气；水平井；井底环空压力；充气欠平衡钻井；环空压耗 内容详述：煤层气水平井的钻井是一项复杂的技术挑战，尤其是在采用充气欠平衡钻井技术时。井底环空压力是决定钻井过程安全与效率的重要参数，它涉及到气体逸出、井壁稳定性、钻井液性能等多个方面。文章首先分析了井底环空压力的主要影响因素，这些因素可能包括地层压力、钻井液密度、井深、钻具组合、气体注入量以及井眼几何形状等。 为了实现有效的井底环空压力设计，研究人员提出了一种新的方法，这种方法旨在确保在钻进过程中，井底压力低于地层压力，从而允许煤层气在钻井过程中释放，同时防止井涌和井漏等事故的发生。设计方法可能包括精确计算钻井液密度、调整气体注入速率，以及优化钻井操作参数。 此外，文章还探讨了控制环空压力波动的策略，这对于保持井下环境的稳定至关重要。这可能涉及实时监测井底压力、动态调整钻井液性能、及时调整气体注入量以及实施有效的井控措施。通过这些控制手段，可以减少因压力波动导致的潜在风险，如井壁垮塌或气体爆炸。 现场试验在彬长矿区的两口煤层气多分支水平井中进行，试验结果证明了所提出的井底环空压力设计和控制方法的有效性。这意味着该方法可以应用于更广泛的煤层气水平井钻井作业，有望提高钻井效率，降低作业风险，促进煤层气的经济开发。 总结：该研究为煤层气水平井的充气欠平衡钻井提供了一套科学的井底环空压力设计和控制方法，其在现场试验中的成功验证了理论的实用性和可靠性。这将对未来的煤层气开采提供技术支持，有助于提升我国煤层气资源的开发水平，同时也对全球同类工程具有参考价值。