钻井方法与流程

本发明涉及油气井钻井领域，特别涉及一种钻井方法。

背景技术：

煤层气是一种存在于煤层中的以甲烷为主要成分的清洁、高效的非常规天然气。煤层气通常是以吸附或储集的方式存在于煤层的割理和基质孔隙中，并且与煤层中的水共存，因此开采煤层气时首先要将其从孔隙和割理壁面上解吸下来。例如，可以将水从地层中排出，以使得地层压力降低直到小于煤层气的解吸压力，这样煤层气会沿着煤层的割理或孔隙渗流至井底并且被采出。

在现有技术中，煤层气的开发多为分散作业模式，即各口井单独施工。然而，这种施工方式效率比较低，并不适合大规模地开发煤层气。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出了一种钻井方法。根据本发明的钻井方法，将钻井过程分解成了多个子过程。每一个井眼的钻井子过程可与其他井眼的钻井子过程同时进行，由此实现空间上按顺序依次进行，时间上重叠进行，大大提高了施工效率。

根据发明的钻井方法，包括以下步骤，步骤一：相近邻地布置多个钻井位置，

步骤二：对多个钻井位置中的一个进行上段钻井和完井，然后对相邻下一个钻井位置进行上段钻井和完井，直到对所有钻井位置完成上段钻井和完井，步骤三：对第一个完成上段钻井和完井的钻井位置进行下段钻井和完井，然后对相邻的下一个钻井位置进行下段钻井和完井，直到对所有的钻井位置完成下段钻井和完井，步骤四：重复步骤二和步骤三，直到对多个钻井位置完成钻井。

根据本发明的方法，在施工过程中，在第一个钻井位置的上段井眼完井水泥处于硬化养护期间，在下一钻井位置以及其余钻井位置进行上段钻井和完井。当最后一个钻井位置完成钻井和完井之后，第一个钻井位置的完井水泥已经完全硬 化，并且可以对其进行下段钻井和完井施工。以此类推，直到完成钻井。由此，实现了将每一个钻井过程分解成了多个子过程(即，上段钻井和下段钻井)，并且每一个井眼的钻井子过程可与其他井眼的钻井子过程同时进行，由此实现空间上按顺序依次进行，时间上重叠进行，大大提高了施工效率。

在一个实施例中，钻井得到的井眼为二级井身结构，二级井身结构包括处于上层的直井段和处于竖直段的下方并与之相连的斜井段。

在一个实施例中，多个钻井位置呈直线式排列。更优选地，在多个钻井位置的直线两侧构建平行的两条路径，钻井机械能沿两条路径移动。这样，在钻进过程中，能大大减小钻井机械的移动难度和移动量，这对于进一步提高施工效率非常地有帮助。

在一个实施例中，相邻井眼的斜井段的延伸方向互不相同。由此，可以避免不同井的相邻斜井段之间的距离过小甚至相交，这对于在压裂期间裂缝的扩展非常重要。

在一个实施例中，以多个钻井位置所处的直线为基准，相邻井眼的斜井段朝向所述直线的两侧延伸。由此，确保了相邻的钻井位置的斜井段之间具有较大的距离。优选地，多个钻井位置的两端的两个井眼的斜井段在竖直方向上的投影与直线共线或平行。这样，处于端部处的两个井眼的斜井段永远不会与其余的斜井段相交。更优选地，相邻的斜井段之间的张开角度在30度到40度之间。这样，在斜井段向地层深处延伸越远，其之间的距离越大，因此可进一步确保相邻的斜井段不会相交。

在一个实施例中，多个钻井位置的数量为4到9个，相邻的钻井位置之间的距离为3米到5米。

在一个实施例中，在钻井位置附近还设置有还包括至少两个用于容纳钻井所需要的泥浆的容纳池。在钻井施工过程中，这两个容纳池中的一个可处于净化泥浆的状态，另一个则处于接收来自钻井施工的泥浆。两者或者多个的容纳池交替使用，以提高施工效率。

在本申请中，方位用语“上”规定为朝向地面的方向，方位用语“下”的方向与“上”的方向相反。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在本发明的钻井方法中，将钻井过程分解成了多个子过程。每一个井眼的钻井子过程可与其他井眼的钻井子过程同时 进行，由此实现空间上按顺序依次进行，时间上重叠进行，大大提高了施工效率。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性地显示了根据本发明方法的多个钻井位置的布置图。

图2示意性地显示了根据本发明的二级井身结构的结构图。

图3示意性地显示了根据本发明方法的多个井眼的轨迹图。

图4以三维视图示意性地显示了根据本发明方法的多个井眼的轨迹图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1示意性地显示了根据本发明方法的多个钻井位置的布置图。在图1中示意性地显示了八个钻井位置10。该八个钻井位置10排列成一行，即呈直线式排列。相邻的钻井位置之间的距离l为3米到5米。在钻井位置10所处的直线39的两侧构建平行的两条路径12，钻井机械13能沿两条路12径移动。在下文中将详细描述这种能移动地钻井机械13在钻井施工中的作用。例如，路径12可以为钢轨，钻井机械13上安装有与钢轨相匹配的轮子，由此容易地移动钻井机械13。钻井机械13是本领域的技术人员熟知的装置，这里不再详细描述。

在钻井位置10附近还设置有至少两个用于容纳钻井所需要的泥浆的容纳池14。在图1中示意性地显示了两个容纳池14。容纳池14可以是金属罐，也可以是构建在地面上的水泥坑。在钻井过程中，两个容纳池14中的一个用于接收泥浆，另一个用于净化泥浆，由此提高施工效率。施工人员也可以根据实际情况设置更多个的容纳池14。

待钻井眼的井身结构可选择为二级井身结构，如图2所示。这种二级井身结构包括直井段21和斜井段22，其中直井段21处于上层，而斜井段22处于下层并且与直井段21相连通。由此，钻井操作可分成直井段21操作和斜井段22操作两个子过程。

在钻井过程中，首先将钻井机械13设置在第一个钻井位置101处，并且完成第一个钻井位置101的直井段21钻井(即，上段钻井)。之后，向该直井段 21内下入套管23并注入固井水泥24以对直井段21进行固井。下套管操作和固井操作是本领域的技术人员所熟知的，这里也不再详细描述。在完成注水泥后，将钻井机械13移动到与第一个钻井位置101相邻的第二个钻井位置102处。对第二个钻井位置102进行直井段钻井、下套管以及注水泥固井。顺次进行本操作，直到完成所有八个钻井位置的直井段的操作。

在对第二个钻井位置102以及随后的钻井位置进行直井段的操作期间，第一个钻井位置101的直井段21内的固井水泥24处于硬化养护过程。同理，在对第三个钻井位置以及随后的钻井位置进行直井段的操作期间，第一个钻井位置101和第二个钻井位置102内的固井水泥都处于硬化养护过程。对于其余的钻井位置而言，也是如此。

在完成最后一个钻井位置的直井段的操作后，第一个钻井位置101的直井段21内的固井水泥已经完全硬化，可以对其钻斜井，即进行斜井段22的操作。将钻井机械13移动返回到第一个钻井位置101处。在直井段21的下端端部处造斜而形成斜井段22(即，下段钻井)。之后，向该斜井段22内下入套管、注入固井水泥以进行固井。在完成注水泥后，将钻井机械13移动到与第一个钻井位置101相邻的第二个钻井位置102处。对第二个钻井位置102进行斜井段钻井、下套管以及注水泥固井。顺次进行本操作，直到完成所有八个钻井位置的斜井段的操作。

与直井段的操作类似，在对后面的钻井位置进行斜井段的操作期间，前面的钻井位置内的固井水泥处于硬化养护过程。此外，还应注意的是，在对第一个钻井位置101进行斜井段操作时，其余的钻井位置的直井段的固井水泥都处于硬化养护过程。而在对第二个钻井位置102进行斜井段的操作期间，第一个钻井位置101内的斜井段的固井水泥处于硬化养护过程，而处第一个钻井位置101和第二个钻井位置102之外的其余的钻井位置处于直井段的固井水泥的硬化养护过程。

也就是说，每一个井眼的钻井子过程可与其他井眼的钻井子过程同时进行，由此实现空间上按顺序依次进行，时间上重叠进行，大大提高了施工效率。

图3示意性地显示了根据本发明方法的八个井眼的轨迹图。应理解的是，图3中的八个井眼轨迹31、32、33、34、35、36、37、38相应于实际井眼的在竖直方向中的投影。图4以三维视图示意性地显示了根据本发明方法的八个井眼的轨迹图。结合图3和图4可知，八个井眼轨迹设置成相邻井眼的斜井段的延伸方向 互不相同。例如，以多个钻井位置所处的直线39为基准，相邻井眼的斜井段朝向直线39的两侧延伸，如井眼轨迹32、34、36处于直线39的一侧，而井眼轨迹33、35、37处于直线39的一侧。另外，两端的井眼轨迹31和38则与直线39共线。另外，还如图4所示，相邻的斜井段之间的张开角度在30度到40度之间。例如，井眼轨迹32和34之间的张开角度α为35度。优选地，相邻的斜井段之间的张开角度是相等的。这样，确保可斜井段之间不会出现相交的状况。应理解的是，以图4中的井眼轨迹32、33、34为例，虽然从井口看井眼轨迹32和33是相邻的，但是由于井眼轨迹33的延伸方向与井眼轨迹32和34的延伸方向处于直线39的不同侧，因此井眼轨迹32和34的斜井段形成了相邻的斜井段。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。