ICS 75.020 CCS E 11
NB
中华人民共和国能源行业标准
NB/T10891-2021
煤层气L型水平井钻完井设计规范
Design specification of drilling and completion for L-type horizontal well of coalbed methane
2022—03—22实施
2021一1222发布
国家能源局 发布 NB/T10891-2021
目 次
前言 1范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
设计书的编写格式及要求钻井地质设计
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5.1内容与格式 5.2地质设计内容 6钻井工程设计 6.1内容与格式 6.2 设计依据 6.3 钻井工程设计内容 6.4 钻机及主要设备选型 6.5 钻井液设计 6.6井控设计 6.7井眼轨迹设计 6.8完井设计 6.9 其他设计内容 6.10 健康安全环境管理审批程序
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附录A（资料性） 钻井地质设计格式样本附录B（资料性） 钻井工程设计格式样本参考文献·
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.:45 NB/T10891—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件由能源行业煤层气标准化技术委员会（NEA/TC13）提出并归口。 本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司、中国石油集团渤海钻探公司工
程有限公司工程技术研究院、河南理工大学、长江大学。
本文件主要起草人：张建国、张聪、乔茂坡、崔新瑞、冯树仁、李立昌、周立春、吴定泉、张武昌、陈必武、孟振期、任智剑、程相振、鲜保安、岳前升、马辉、郝晓锋、李佳峰、李学博。
II NB/T 10891—2021
煤层气L型水平井钻完井设计规范
1范围
本文件规定了煤层气L型水平井钻完井设计（包括地质设计和工程设计）编制的格式、内容、要求及审批。
本文件适用于煤层气L型水平井钻完井设计（包括地质设计和工程设计）编制和审批。对于其他类型煤层气水平井、大斜度定向井的钻完井作业可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的弓用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。
NB/T10033 煤层气评价井钻井地质设计规范 SY/T5088 钻井井身质量控制规范 SY/T5431 井身结构设计方法 SY/T5435 定向井轨道设计与轨迹计算 SY/T5678 钻井完井交接验收规则 SY/T6276石油天然气工业健康、安全与环境管理体系
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
L型水平井L-typehorizontalwell 由直井段、造斜段和水平段组成，井眼轨迹单一、无其他分支，井身结构呈“L”型的水平井。
4设计书的编写格式及要求
执行NB/T10033的相关规定。
5钻井地质设计 5.1.内容与格式
钻井地质设计的内容与格式见附录A。
1 NB/T10891-—2021
5.2地质设计内容 5.2.1气田构造描述：包括构造展布、形态，地层（煤层）倾角、倾向，断层的分布、性质等。 5.2.2地层概况描述：包括地层层序、标志层、地层分层、岩性、深度、厚度、产状。 5.2.3井场周边地理环境描述：包括气候、地形、道路、地貌等。 5.2.4地层压力及破裂压力预测：根据本区地层压力特征及邻井煤层的地层压力及压力梯度、破裂压力及梯度实测数据：给出设计井主力煤层的地层压力和破裂压力。 5.2.5地层温度及地温梯度：根据本区地温特征及邻井的地层温度及地温梯度数据，预测设计井主力煤层的地层温度及地温梯度。 5.2.6主力煤层特征：含气性、煤岩煤质、煤岩力学特征、储层温度、储层压力、孔裂隙性、吸附性、渗透性、地应力、割理或裂隙及煤体结构等。 5.2.7邻井钻探成果：邻井或本区实钻情况，包括钻井、录井、测井、固井、完井等资料数据及井漏、井挎、井斜、有害气体等情况提示：压裂及排采资料，包括压裂施工参数和压裂液、加砂情况及排采时间、产水产气情况。 5.2.8井口参数：设计L型水平井的井口坐标、地面海拨、磁偏角、磁倾角、子午线收敛角、磁场强度、两井井间位置等。 5.2.9设计参数：包括目的煤层垂深、着陆点垂深、水平方位角及位移、靶体类型和尺寸、水平（煤层）段进尺、靶底点（水平段终止点）垂深及方位角、水平方位角及位移、煤层钻遇率。 5.2.10钻遇地层预测：根据区域地质特征及区内钻井钻遇情况，预测设计井的钻遇地层和钻遇煤层（表格和预想柱状图）、可能钻遇的涌漏垮等复杂地质情况，设计井深及地层分层数据，以整米为基数。 5.2.11 井身结构的设计要求按照SY/T5431中相关规定执行。 5.2.12井身质量参照SY/T5088中相关规定执行。 5.2.13煤储层保护：从保护煤储层考虑，提出钻井液体系及性能要求。 5.2.14资料录取：钻井地质、工程资料录取参照NB/T10033中相关规定执行。 5.2.15完井要求参照SY/T5678中相关规定执行。 5.2.16健康安全环保管理：根据煤层气特点，参照SY/T6276的规定执行。
6钻井工程设计 6.1内容与格式
钻井工程设计的基本内容与格式见附录B。
6.2设计依据
包括钻井地质设计、能源行业标准、企业标准及特殊要求。 6.3钻井工程设计内容 6.3.1L型水平井钻井工程设计应充分考虑其工艺特点及应用钻井新工艺技术的可行性。 6.3.2并身结构设计按6.3.2.1～6.3.2.7执行。 6.3.2.1井身结构设计包括井身结构设计依据、井身结构示意图、井身结构设计数据表及说明。
a）井身结构示意图应标出钻头直径与井深、套管尺寸、层序与下深，水泥返深、悬挂位置等
数据；
2 NB/T10891—2021
b）井身结构设计数据应包括但不限于开钻次序、钻头尺寸、层段、管柱尺寸及下深、水泥返深
等。
6.3.2.2按照地质设计提供的相关资料，作出地层孔隙压力、漏失压力、地层破裂压力、地层塌压力预测剖面。结合邻井实钻过程中井漏、井垮等复杂情况，设计套管层序、各层套管下深及封隔目的。 6.3.2.3 依据压裂、排采要求设计套管尺寸及井身结构。 6.3.2.4 依据钻井、压裂、投产作业施工过程中可能产生的最大内压力及外挤力选择套管钢级、 壁厚。 6.3.2.5 水平井套管层序、尺寸等应与井眼轨迹设计相适应。 6.3.2.6 表层套管下深按以下原则综合考虑：
a）封住第四系黄土、砾石等疏松地层，坐入基岩层10m～20m； b）应保证封住浅层水系： c）能够承受技术与生产套管的实际负荷，保证井口的合理安装。
6.3.2.7技术套管和生产套管的尺寸、强度及下入深度应满足钻井、压裂及排采的要求。 6.4钻机及主要设备选型 6.4.1考虑到煤层易挎、易碎，钻进时容易引起井下复杂的特点，水平井钻机应在一般井深，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。 6.4.2山区钻井还应考虑使用占地面积小、易于搬迁的钻机。 6.4.3井架底座的净空高度应考虑各次开钻井口装置的安装要求，特别是充气欠平衡钻井时旋转控制买等并口装置的安装要求。 6.4.4钻井泵排量、泵压应满足设计不同井眼尺寸的循环要求。 6.4.5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。 6.5钻井液设计
非煤层段钻井宜采用能形成稳定井眼、固壁效果好、对浅部地层无污染钻井液体系。进入煤层后钻井液以保护煤层为目的，宜采用防垮塌、防漏失、防污染的钻井液体系，避免加人高分子、高聚物处理剂。当发生煤层垮塌、掉块严重等复杂情况时，可通过增加钻井液密度、添加固壁剂等方式以形成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。 6.6井控设计
设计中应说明施工井风险级别，选择合适的井控装备及措施的依据，提出具体的井控技术要求。 6.7井眼轨迹设计 6.7.1根据钻井地质设计给定的目标参数，进行井眼轨迹设计，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。 6.7.2轨迹设计与轨迹绘图方法可按SY/T5435中相关规定执行。 6.7.3水平段轨迹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及垂直面图、水平投影图。 6.7.4在预钻区域内有已钻井等其他障碍物时，应进行防碰扫描计算或进行绕障设计。 6.7.5造斜率的选择应考虑使用钻具疲劳破坏的全角变化率限定值及预下人套管抗弯强度的井眼全角
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变化率限定值。 6.7.6施工中应在着陆点以前所钻井眼采用几何导向，煤层水平段钻井采用地质导向。 6.7.74 钻井工程设计中应附有设计井眼轨迹垂直投影图和水平投影图。
6.8 完井设计
L型水平井完井设计应根据地质设计给出的要求，套管头规范、采气树型号应满足煤层气钻井、 压裂及排采实际需求。 6.9 其他设计内容
其他设计内容应包括但不限于：井控设计、固井设计、煤层保护措施、新工艺及新技术应用设计、钻井进度计划等，应结合煤层气井钻井实际编写，详见附录B。 6.10健康安全环境管理
根据煤层气特点，参照SY/T6276的规定执行。
7审批程序
煤层气钻井地质、工程方案由技术部门负责编写，计划管理部门组织专家审核，集团公司（总公司）具有相应职务和职称的负责人审批。
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附录A （资料性）
钻井地质设计格式样本
× × 盆地 × × 区块 × × × × 井钻井地质设计
XXXX （设计单位名称） ×年×月×日