[发明专利]一种煤层气水平井PE筛管完井应用工艺方法

摘要

一种煤层气水平井PE筛管完井应用工艺方法，属于煤层气钻完井工程技术领域。含有PE筛管制作步骤、PE筛管完井步骤、PE筛管泵送步骤和PE筛管锚定步骤，本发明的有益效果采用本发明的煤层气水平井PE筛管完井应用工艺方法，能针对现场应用快速方便的设计出尺寸不同、满足强度和流通性要求的煤层气水平井完井用PE筛管，并实现煤层气水平井段PE筛管完井，对解决制约煤层气开发中的煤层坍塌、煤粉沉积堵塞井眼等瓶颈技术问题，确保煤层气水平井高效安全的生产，具有十分重要的意义。

主权项

一种煤层气水平井PE筛管完井应用工艺方法，其特征是采用以下步骤实现：一、PE筛管制作步骤；步骤1)、在耐压力、安全系数、环刚度、抗应力开裂能力方面对PE筛管的基管材质进行选择，并根据生产应用确定基管的尺寸；所述基管的尺寸指基管的外径和壁厚大小；步骤2)、明确PE筛管的筛眼几何参数，构建不同几何参数组合下的筛眼分布方案；步骤3)、对不同的筛眼分布方案进行筛眼水力学计算模拟及参数评价；步骤4)、对不同筛眼分布方案的筛管进行强度分析与评价；步骤5)、综合计算结果，优选筛眼尺寸及分布方案；所述基管的尺寸主要指基管的外径和壁厚大小；所述筛眼几何参数包括筛眼的形状、筛眼的宽度、筛眼的相位角分布、筛眼的长度和筛眼面密度；所述的筛眼形状为圆孔形或长条形，筛眼剖面呈梯形，梯形大的底边应为筛管内表面，小的底边应为筛管外表面；筛眼宽度遵循著名的1/3桥堵原理和修正完善后的1/3～2/3架桥原理，结合GB/T18‑1997煤炭粒度分级，选取筛眼宽度的取值范围；筛眼的相位角分布呈90°或60°；筛眼长度和筛眼面密度由筛眼的过流面积比决定，筛眼过流面积比为2％～6％；二、PE筛管完井步骤；在工程水平井井口安装PE筛管注入装置，将装有PE筛管的滚筒放置在地面，在PE筛管前端安装筛管引导和锚定装置，然后将PE筛管连接到筛管注入装置；开动PE筛管注入装置，缓慢的将PE筛管注入到钻杆中；随着PE筛管的不断注入，逐渐增大PE筛管注入装置的注入力，来实现预设长度筛管的注入；在预设长度的筛管注入完成后，将筛管在工程水平井井口割断，移除PE筛管注入装置，并将钻杆连接上方钻杆，开钻井液泵进行钻井液循环，将PE筛管注入至最后一根钻杆末端，保证引导和锚定装置离出钻杆；然后逐渐起出钻杆，通过引导和锚定装置将PE筛管固定在煤层中；三、PE筛管泵送步骤：步骤1)、在引导筛管下入的引导机构的最前端安装煤层气水平井PE筛管完井用泵送装置；用于承受液流压力带动筛管下行；步骤2)、煤层气水平井PE筛管完井用泵送装置前段为半球体引导头，以避免在钻杆接头内径较小处或井眼弯曲部分遇阻；后段为圆柱体，通过螺纹与筛管引导机构本体连接；步骤3)、根据引导机构所要下入的位置完全坍塌后堵塞流道的可能性，煤层气水平井PE筛管完井用泵送装置中心部位预留或不预留一定尺寸的泄流孔；承受开泵循环时液流的冲击力，从而在筛管一端形成拉力，解除屈曲锁紧状态并带动筛管下行；同时使筛管在下行过程中保持管体居中，从而减小与钻杆内壁之间的摩阻；将不带钻头的光钻具组合下入井下预定位置后卸扣，用卡瓦将钻具上端固定在钻井平台上；根据钻具组合最小通径，及设计的钻井液排量和粘度，确定煤层气水平井PE筛管完井用泵送装置尺寸；将煤层气水平井PE筛管完井用泵送装置同筛管的引导机构通过螺纹连接；将筛管注入装置安装在井口，将连接完毕的煤层气水平井PE筛管完井用泵送装置、引导机构及筛管通过注入装置安放在钻杆内；开启注入装置，下放筛管；当筛管在井内遇阻严重时，或达到预定注入长度时，割断筛管，根据预先确定的钻井液排量连接钻杆后开泵循环，观察泵压表变化；泵压表的示数在一定范围内摆动时表明筛管下行正常；当泵压表有0.3—0.5MPa的压力突降时，表明煤层气水平井PE筛管完井用泵送装置及引导机构已冲出钻杆；当泵压下降不明显时，在泵压稳定后5分钟，根据下入深度调整，起钻100米，再次开泵循环，当泵压有大于等于2MPa的下降时，确认煤层气水平井PE筛管完井用泵送装置及引导机构已顺利冲出钻杆；泵送作业完成；四、PE筛管锚定步骤；步骤1)、下筛管作业时，引导装置进入钻杆前取下滑套，使刀翼自由张开与钻杆内壁接触；步骤2)、在钻杆内下行时，受钻杆内壁限制，刀翼不完全张开；扭簧弹力使得刀翼与钻杆内壁之间存在接触力；对称刀翼处接触力相等，使得引导装置保持居中，从而确保了筛管前进方向沿钻杆中心线；步骤3)、引导装置到达预定位置冲出钻杆开口后，井眼直径大于钻杆内直径，在扭簧作用力下刀翼迅速进一步弹开，尖角插入煤层当中；上提钻杆时提供向后拉力，使得刀翼进一步张开插入煤层中；步骤4)、根据需要在引导装置中布置一组至多组锚定装置，相邻锚定装置间相位角为90°。