Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 1638—2013
煤层气多分支水平井钻井设计规范
Drilling design specification for CBM multi-lateral horizontal well
2013—07—23 发布
2013一10一01实施
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY 1638—2013
目 次
前言
1
范围 2 规范性引用文件
1
术语和定义 4 设计原则与要求钻井地质设计
3
5
2
钻井工程设计设计审批与变更附录A (资料性附录) 钻井地质设计格式样本附录B(资料性附录) 钻井工程设计格式样本·
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I Q/SY 1638—2013
前言
本标准按照GB/T 1.1一2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国石油天然气集团公司勘探与生产专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：华北油田分公司、中石油煤层气有限责任公司、勘探开发研究院廊坊分院。 本标准主要起草人：张绍雄、张建国、刘国伟、杨丽红、陈树宏、史军、鲍清英、张义。
= Q/SY 1638—2013
煤层气多分支水平井钻井设计规范
1范围
本标准规定了煤层气多分支水平井钻井设计的原则、要求、内容及格式。 本标准适用于煤层气多分支水平井。
2规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
SY/T 5431 井身结构设计方法 SY/T 5435 定向井轨道设计与轨迹计算 SY/T 5678 钻井完井交接验收规则 Q/SY 66 石油钻井井身质量技术监督及验收规范 Q/SY 67 地质录井工程质量技术监督及验收规范 Q/SY 71 钻井工程资料录取规范 Q/SY 83 完井工程质量技术监督及验收规范 Q/SY 160 钻井施工作业HSE管理要求
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
多分支水平井 multi-lateral horizontal well 在目的煤层段主井眼两侧钻出两个以上分支的水平井。
3. 2
排采直井 vertical 与多分支水平井连通并配套使用进行煤层气排采的生产直井。
3.3
煤层钻遇率 percentage in coal 多分支水平井纯煤层进尺与着陆后总进尺的比值
4 设计原则与要求
4. 1 设计原则 4. 1. 1 ，合法性
钻井设计应按照国家、地方政府法律、法规以及中国石油天然气集团公司、中国石油天然气股份
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5.3.4地层压力预测：提供本区及邻井地层破裂压力、孔隙压力、压力梯度实测数据，本井地层压力剖面预测。 5.3.5地层温度及地温梯度：提供本区及邻井的地层温度及地温梯度数据。 5.3.6邻井钻探成果：邻井或本区实钻情况，包括钻井、录井、测井、排采等资料数据及井漏、井垮、井斜、有害气体等情况提示。 5.3.7井口参数：设计多分支水平井、排采直井的井口坐标、地面海拔、磁偏角、磁场强度、两井并间位置等。 5.3.8设计参数：
a) 目的煤层垂深。 b）着陆点垂深、水平位移及方位角。 c） 靶体类型、尺寸要求。 d）水平（煤层）段进尺。 e） 靶底（水平段终止点）垂深及方位角。 f）连通点垂深、水平位移及方位角。 g） 多分支水平井主、分支之间夹角及进尺 h） 煤层钻遇率。
5. 3. 9 钻井地质设计中应附有设计井眼轨道水平投影图与垂直剖面图 5. 3. 10 煤储层保护：从保护储层考虑，提出钻井液要求。 5. 3. 11 排采直井、多分支水平井的相关要求应分别提出。 5.3. 12 资料录取：钻井地质、工程资料录取按照Q/SY67和Q/SY71的相关规定执行 5.3. 13 3完井要求：按照SY/T5678和Q/SY83的相关规定执行。
6钻井工程设计
6.1 基本内容与格式
钻井工程设计的基本内容与格式参见附录B。 6. 2 设计依据
应以钻井地质设计为依据，满足地质需要。应充分考虑其工艺特点以及应用钻井新工艺技术的可行性。 6.3钻井工程设计内容 6.3.1并身结构设计 6.3.1.1按照地质设计提供的相关资料，做出地层孔隙压力、破裂压力、塌压力预测剖面，并结合邻井实钻过程中井漏、井跨等复杂情况，设计套管层序。 6.3.1.2依据排采要求设计套管尺寸。 6.3.1.3依据钻井、投产作业施工过程中可能产生的内压力及外挤力选择套管钢级、壁厚。入井套管的尺寸、强度及下入深度应满足钻井及排采的要求。 6.3.1.4套管层序、尺寸等应与井眼轨道设计相适应。 6.3.1.5多分支水平井与排采直井连通的，井身结构设计应考虑连通（割套管、造洞穴）的要求。 6.3.1.6表层套管下深应按以下原则综合考虑：
a）封住第四系黄土、砾石等疏松地层、坐人岩层10m～20m。
3 Q/SY 1638—2013
b）应保证封住浅层水系。 c）能够承受技术套管的负荷，保证井口的合理安装。
6.3.1.7其他井身结构的设计要求按照 SY/T 5431的相关规定执行。
6.3.2并身质量
参照 Q/SY 66 的相关规定执行。 6.3.3钻机及主要设备选型 6.3.3.1考虑到煤层易垮、易碎，钻进时容易引起井下复杂的特点，应在一般井深、相应钻机的基础上选择负荷能力高一级别的钻机并配备顶部驱动装置 6.3.3.2山区钻井应考虑使用占地面积小、易于搬迁的钻机。 6.3.3.3井架底座的净空高度满足各次开钻井口装置的安装要求，特别是充气欠平衡钻井时应满足旋转控制头等井口装置的安装要求。 6.3.3.4钻井泵排量、泵压应满足循环携砂的要求。 6.3.3.5应配备必要的钻井液净化设备，如振动筛、除砂器、除泥器、离心机等。 6.3.4钻井液设计 6.3.4.1钻井液设计应从钻井安全及有利于保护煤储层出发分段设计，特别是在目的煤层应有专项设计。 6.3.4.2进入煤层前的钻井液以安全顺利施工为重点设计，煤层段钻进原则上应使用清水钻井液，避免加人高分子、高聚物处理剂。 6.3.4.3对煤层垮塌等复杂情况，应有钻井液处理预案。当发生煤层垮塌、掉块严重等复杂情况时，可单独使用可降解处理剂配制的高黏液作为携砂措施使用，处理正常后应及时将高黏液用清水替出。 6.3.5 井控设计 6.3.5.1设计前应全面收集本地区地层压力资料，详细了解已有井钻井、测试、排采过程中相关压力数据，结合建设单位有关要求以及本区、本井的地层、煤层特点，选择适合的井控装备及井控措施。 6.3.5.2设计中应说明选择井控装备及措施的依据，提出具体的井控技术要求。 6.3.6井眼轨道设计 6.3.6.1根据钻井地质设计给定的目标参数，进行井眼轨道设计，设计参数包括：造斜点、造斜率、 井斜角、方位角、全角变化率、稳斜角、段长、水平位移、着陆点、靶前位移、水平段进尺、计算点井深（斜深）及垂深等参数。 6.3.6.2分支井眼参数还包括侧钻点、分支间距离、夹角，以及各分支井斜角、方位角、进尺（段长）等。 6.3.6.3多分支水平井与排采直井连通的还应进行连通点设计。 6.3.6.4轨道设计与轨道绘图方法按SY/T5435的相关规定执行。 6.3.6.5各主、分支轨道设计完成后应列出节点（关键点）数据表、井眼剖面数据明细表以及水平投影图、垂直剖面图。 6.3.6.6在预钻区域内有已钻井等其他井下障碍物时，应进行防碰扫描计算及进行绕障设计。 6.3.6.7造斜率的设计应满足钻井施工及套管安全下人。 6.3.6.8在着陆点以前井段进行多点测斜或陀螺测斜，根据测斜数据重新计算，调整水平井眼轨道 4