一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法与流程

本发明涉及钻井的，特别是涉及一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法。

背景技术：

1、近年来，我国石油钻井工程技术虽然取得了显著进步。为了满足日益增长的石油开采需求，石油工程钻井技术的创新发展显得尤为重要。在此背景下，单筒双井技术作为一种创新的钻井方法，逐渐受到业内的关注和应用。

2、单筒双井技术是集油藏地质、钻井、完井和采油于一体的综合性油气开采技术。它通过在单一井筒内下入多根套管，实现同一井槽内的多口井钻完井作业。与传统的分支井技术相比，单筒双井技术具有更低的开发成本和更高的效率。此外，单筒双井技术还具有良好的压力完整性和密封完整性，能够确保井筒的安全和稳定。

3、尽管单筒双井技术具有诸多优势，但其在我国的应用仍处于起步阶段。目前，我国对于单筒双井技术的研究还不够深入，相关的技术储备和实践经验也相对较少。因此，加强单筒双井技术的研究和应用，对于提高我国石油钻井工程技术的水平，降低开发成本，提高单井产量具有重要意义。

4、综上所述，基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法具有广阔的应用前景和重要的实践价值。通过深入研究和技术储备，有望为我国石油开采行业的持续发展提供有力支持。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法,能够适用于海洋深水环境，可有效增大井筒与储层的接触面积，提升储层开采效率，同时也可以大幅减少海上平台作业时间，大大降低生产成本，研究天然气水合物单筒双井技术能够为今后产业化提供一种可行的核心开采技术，继续引领水合物开发技术科技创新前沿。

2、本发明的一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法，包括以下步骤：

3、a.根据测井资料，确定底层地应力剖面以及地层岩石参数剖面；

4、b.结合典型井资料及三压力剖面，设计合适的定向井、大斜度井和定向井井身结构；

5、c.设计单筒双井井眼轨迹；

6、d.建立钻具组合，具体地，采用弹性力学理论，考虑隔水管、钻柱屈曲因素的影响，建立钻柱摩阻扭矩预测模型；

7、e.优化水力参数，建立钻井液体系，选择钻井液润滑剂；

8、f.选择完井方式，建立防砂管柱，具体地，采取充填型防砂工艺进行防砂，分析进井地带水合物储层耦合出砂机理，确保防砂效果以满足长期生产的需要；

9、g.利用单筒钻井技术在天然气水合物储层中钻取一口主井，主井的直径和深度根据实际需要确定；

10、h.在主井的侧方钻取一口或多口辅助井，辅助井的数量和位置根据天然气水合物储层的地质特性和开采需求确定；

11、i.在主井和辅助井中分别安装相应的钻井设备和开采设备，通过主井和辅助井的联合作用，实现对天然气水合物储层的高效、安全、环保的开采。

12、优选的，在步骤a中，通过测井资料解释，建立地层坍塌压力、地层孔隙压力和地层破裂压力剖面分析模型，由此获取三种压力对地层深度的当量钻井液密度，结合最小钻井液密度不小于地层坍塌压力当量钻井液密度和地层孔隙压力当量钻井液密度两者中的最大值，且最大钻井液密度不大于地层破裂压力当量钻井液密度的原则，确定安全钻井液密度窗口。

13、进一步优选的，在步骤c中，设计单筒双井井眼轨迹参数包括井位布置、井身剖面、造斜点、造斜率、井斜角、井眼方位和钻井顺序等，结合内部最小距离扫描法运行程序，确定井眼碰撞和趋近风险，不断调整设计参数从而进行轨迹设计优化。

14、再次优选的，在步骤e中，优化的水力参数包括立管泵压、钻头喷嘴压降、循环压耗、当量循环密度、平均流速、临界流速。

15、优选的，在步骤f中，采取充填型防砂工艺进行防砂，确保防砂效果以满足长期生产的需要。

16、与现有技术相比本发明的有益效果为：

17、提高钻井安全性：

18、通过测井资料解释，准确建立了地层坍塌压力、地层孔隙压力和地层破裂压力剖面分析模型，从而确定了安全钻井液密度窗口。这确保了钻井过程中井壁的稳定，防止了因钻井液密度不当引起的井壁坍塌或地层破裂，大大提高了钻井的安全性。

19、提高钻井效率：

20、设计了合适的定向井、大斜度井和定向井井身结构，结合单筒双井井眼轨迹设计，优化了井眼轨迹参数，减少了井眼碰撞和趋近风险。这显著提高了钻井效率，缩短了钻井周期。

21、通过优化水力参数，包括立管泵压、钻头喷嘴压降、循环压耗等，提高了钻井效率，减少了能源消耗。

22、降低生产成本：

23、优化的钻井液密度窗口减少了钻井液的浪费，降低了成本。

24、设计的钻具组合和钻井液体系，确保了钻井的高效和安全，减少了因事故导致的设备维修和更换成本。

25、长期生产保障：

26、采用充填型防砂工艺进行防砂，确保了防砂效果满足长期生产的需要，减少了因出砂导致的生产中断和维修成本。

27、通过合理的完井方式和防砂管柱设计，确保了长期生产的稳定性和可持续性。

28、环保性：

29、通过优化水力参数和钻井液体系，减少了钻井液对环境的影响，提高了钻井作业的环保性。

30、技术灵活性：

31、该方法可根据天然气水合物储层的地质特性和开采需求，灵活调整井眼轨迹设计、钻井液体系选择等，显示出极高的技术灵活性。

32、综上所述，基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法不仅提高了钻井的安全性和效率，降低了生产成本，而且确保了长期生产的稳定性和可持续性，同时还兼顾了环保性和技术灵活性。这一方法的应用对于天然气水合物储层的开发具有重要的推动作用。

技术特征：

1.一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法，其特征在于，在步骤a中，通过测井资料解释，建立地层坍塌压力、地层孔隙压力和地层破裂压力剖面分析模型，由此获取三种压力对地层深度的当量钻井液密度，结合最小钻井液密度不小于地层坍塌压力当量钻井液密度和地层孔隙压力当量钻井液密度两者中的最大值，且最大钻井液密度不大于地层破裂压力当量钻井液密度的原则，确定安全钻井液密度窗口。

3.如权利要求2所述的一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法，其特征在于，在步骤c中，设计单筒双井井眼轨迹参数包括井位布置、井身剖面、造斜点、造斜率、井斜角、井眼方位和钻井顺序等，结合内部最小距离扫描法运行程序，确定井眼碰撞和趋近风险，不断调整设计参数从而进行轨迹设计优化。

4.如权利要求3所述的一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法，其特征在于，在步骤e中，优化的水力参数包括立管泵压、钻头喷嘴压降、循环压耗、当量循环密度、平均流速、临界流速。

5.如权利要求4所述的一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法，其特征在于，在步骤f中，采取充填型防砂工艺进行防砂，确保防砂效果以满足长期生产的需要。

技术总结本发明涉及钻井的技术领域，特别是涉及一种基于单筒双井技术的天然气水合物储层钻井方法，能够适用于海洋深水环境，可有效增大井筒与储层的接触面积，提升储层开采效率，同时也可以大幅减少海上平台作业时间，大大降低生产成本，研究天然气水合物单筒双井技术能够为今后产业化提供一种可行的核心开采技术，继续引领水合物开发技术科技创新前沿；包括以下步骤：a根据测井资料，确定底层地应力剖面以及地层岩石参数剖面；b结合典型井资料及三压力剖面，设计合适的定向井、大斜度井和定向井井身结构；c设计单筒双井井眼轨迹；d建立钻具组合；e优化水力参数，建立钻井液体系，选择钻井液润滑剂；f选择完井方式，建立防砂管柱。技术研发人员：寇贝贝,李博,陈靓,李晶,李彬,曾静受保护的技术使用者：广州海洋地质调查局技术研发日：技术公布日：2024/7/18