本發(fā)明主要應用于頁巖氣水平井鉆井技術領域。

背景技術：

非常規(guī)油氣資源的勘探開發(fā)存在著鉆井施工周期長，配套設備儀器利用率低，成本過高等問題，嚴重制約了我國非常規(guī)油氣資源的勘探開發(fā)進程。特別是近幾年，隨著頁巖氣資源的勘探與開發(fā)進程的加快，縮短鉆井周期、降低鉆井成本、提高鉆井設備利用率成為頁巖氣鉆井過程中亟待解決的難題。為此，機械工業(yè)中的工廠化作業(yè)模式被引入到油氣鉆井領域。國內先后在勝利油田、大牛地氣田、蘇里格氣田等地區(qū)開展了工廠化鉆井技術探索與試驗，優(yōu)化提出一些工廠化鉆井施工的工藝與方法，目前的工廠化鉆井施工方法各個工序間銜接不夠緊密，設備配套不完善，鉆井設備使用效率不高。

論文“昌吉致密油水平井組工廠化鉆井認識及實踐”介紹了新疆油田在昌吉區(qū)塊致密油開發(fā)中開展工廠化生產作業(yè)程序、批量化鉆井技術先導試驗，初步形成了致密油工廠化鉆井作業(yè)模式,對致密油規(guī)模化開發(fā)具有借鑒意義。作業(yè)模式使用兩臺50型大鉆機，將施工流程劃分為三個階段。該論文中提到的工廠化鉆井工藝整個流程使用大鉆機，大鉆機使用日費高，使用時間長，成本較高。

論文“北美致密油鉆井技術現(xiàn)狀及對我國的啟示”中介紹了北美致密油分布情況、鉆井技術發(fā)展歷程及現(xiàn)階段作業(yè)規(guī)模情況,梳理了目前在北美主要致密油盆地所采用的主體及前沿鉆井技術,分析了未來鉆井技術的發(fā)展趨勢,為正在起步的中國致密油開發(fā)提供借鑒。該論文只提到了工廠化鉆井的概念，沒有介紹其詳細的施工工藝方法。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種頁巖氣工廠化鉆井施工方法，可大大提高鉆機的使用效率，縮短施工周期，降低鉆井作業(yè)成本。

為達上述目的，本發(fā)明提供了一種頁巖氣工廠化鉆井施工方法，其包括以下步驟：

(1)以頁巖氣設計井深，選定大鉆機和小鉆機的型號；

(2)井工廠平臺共部署n口井，在第1口井完成小鉆機的設備安裝、調試，達到一開開鉆條件；采用小鉆機完成第1口井的導眼和一開鉆進作業(yè)，注入水泥固井碰壓后，所述小鉆機移動至第2口井并重復第1口井的上述作業(yè)，依次完成其余n-2口井的導眼和一開鉆進作業(yè)；

(3)在小鉆機移動到距離所述第1口井至少30米的一特定井口時,，在第1口井完成大鉆機的設備安裝、調試，達到二開開鉆條件；采用大鉆機完成二開鉆進作業(yè)，下入技術套管，注水泥固井碰壓后所述大鉆機移動至第2口井并重復第1口井的上述作業(yè)，依次完成其余n-2口井的二開鉆進作業(yè)；

(4)當大鉆機完成第n口井注水泥固井后，不移動大鉆機；候凝后，利用大鉆機對第n口井完成三開鉆進作業(yè)，下生產套管，注水泥固井碰壓后大鉆機移動至第n-1口井并進行三開鉆進作業(yè)，依次完成剩余井的三開鉆進作業(yè)；

(5)大鉆機完成第1口井的注水泥后，不移動大鉆機；候凝，安裝井控裝置、下鉆探塞、掃塞、刮壁、通徑、替射孔液、測固井質量、套管試壓；試壓后將大鉆機移動至第2口井重復第1口井的上述作業(yè)，直至第n口井；第n口井作業(yè)結束后安裝蓋板法蘭。

所述的頁巖氣工廠化鉆井施工方法，其中，在步驟(3)中，所述特定井口為第4口井。

所述的頁巖氣工廠化鉆井施工方法，其中，在步驟(2)至步驟(5)中，注水泥碰壓后等待時間為12小時。

所述的頁巖氣工廠化鉆井施工方法，其中，在步驟(2)中，利用離線作業(yè)時間配置水基鉆井液。

所述的頁巖氣工廠化鉆井施工方法，其特征在于，在步驟(3)中，利用離線作業(yè)時間配置油基鉆井液。

所述的頁巖氣工廠化鉆井施工方法，其中，在步驟(2)中，當第n口井完成導眼和一開鉆進作業(yè)后，小鉆機配合固井掃塞后撤離井場。

所述的頁巖氣工廠化鉆井施工方法，其中，在步驟(1)中，小鉆機采用30型車載式移動鉆機。

所述的頁巖氣工廠化鉆井施工方法，其中，在步驟(1)中，大鉆機采用50型鉆機或70型鉆機，鉆機使用軌道式快速移動鉆機或者步進式鉆機。

所述的頁巖氣工廠化鉆井施工方法，其中，在步驟(5)中，利用離線作業(yè)時間，安裝上一口井的蓋板法蘭。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：可大大縮短鉆機設備停等時間，提高設備利用效率，從而實現(xiàn)縮短頁巖氣鉆井施工周期，降低鉆井成本的目的。本發(fā)明提出的一種工廠化鉆井施工工藝方法，可以使鉆井中完時間縮短80％，鉆井周期縮短30％，成本降低20％以上。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中：

圖1是本發(fā)明在進行步驟(2)的示意圖；

圖2是本發(fā)明在進行步驟(3)的示意圖；

圖3是本發(fā)明在進行步驟(3)的示意圖；

圖4是本發(fā)明在進行步驟(4)的示意圖；

圖5是本發(fā)明在進行步驟(5)的示意圖。

附圖標記說明：1-第1口井；2-第2口井；3-第3口井；4-第4口井；n-1-第n-1口井；n-第n口井；10-導管；20-表層套管；30-技術套管；40-生產套管；100-小鉆機；200-大鉆機；

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

本發(fā)明提供了一種頁巖氣工廠化鉆井施工方法，主要具有如下步驟：

(1)以頁巖氣設計井深，根據《gb/t5609-1999石油鉆機形式與基本參數》選定大鉆機200的型號(例如50型/70型鉆機)，其中大鉆機200配套導軌移動裝置或步進式移動裝置，鉆機移動速度在5m/h以上；小鉆機100選擇30型車載式移動鉆機，但不以此為限。

(2)請見圖1，在井工廠平臺的第1口井1完成小鉆機100的設備安裝、調試，達到開鉆條件。

采用小鉆機100完成第1口井1的導眼和一開鉆進作業(yè)，并在導眼處下入導管10，在一開鉆進的部位下入表層套管20，注水泥碰壓12小時后移動小鉆機100至第2口井2，重復第1口井的作業(yè)，依次完成第n口井n的導眼和一開鉆進作業(yè)(n為平臺內的總井數)。注水泥碰壓的施加不以12小時為限，但是經過數次實驗證明，碰壓12小時的為經濟和安全結合最佳的時間點。

第n口井完成導眼和一開鉆進作業(yè)后，小鉆機配合固井掃塞后撤離井場。

(3)請見圖2，在小鉆機100移動到第4口井4時(距離第1口井距離達到30m以上)，大鉆機200進入井場在第1口井1位置進行設備安裝、調試，組裝二開井口防噴器組、連接井控管匯、試壓達到二開開鉆條件；其中，二開上部鉆進期間，可利用離線作業(yè)時間配置水基鉆井液。需要說明的是，小鉆機100在移動至第4口井4時，大鉆機200進入井場最為節(jié)省和比較安全的作業(yè)時間，當然，根據具體的井距和生產情況，也可適當調整小鉆機100與大鉆機200所間隔的井口數量。

再請見圖3，使用大鉆機200完成二開鉆進作業(yè)，通井和電測，下入技術套管30、注水泥碰壓12小時后大鉆機200整體移動至第2口井2，重復第1口井1的操作，依次完成第n口井的鉆井作業(yè)。其中，利用離線作業(yè)時間，安裝上一口井的上一級套管頭。

(4)請見圖4，第n口井注水泥固井后，不移動大鉆機200，候凝，期間進行井控裝置連接、試壓、下鉆探塞、鉆塞；三開鉆進、通井、電測；下生產套管40、注水泥12小時后，大鉆機200至第n-1口井。依次完成第n-2、n-3……第2口井2和第1口井1的鉆井作業(yè)；

(5)最后請見圖5，第1口井1注水泥后，不移動大鉆機200，候凝，安裝井控裝置，試壓，下鉆探塞、掃塞、刮壁、通徑、替射孔液、測固井質量、套管試壓；試壓后將大鉆機移動至第2口井2，直至第n口井。第n口井作業(yè)結束后安裝蓋板法蘭、甩鉆具、放井架、搬遷。其中，利用離線作業(yè)時間，安裝上一口井的蓋板法蘭。

大鉆機200在完成每口井每道工序的鉆井作業(yè)后，將進入下一口井同一工序的鉆井作業(yè)，以減少鉆機的非生產時間?？煽紤]將不需要鉆機配合施工的固井、測井工序階段留給固井公司和測井公司。這段時間鉆機則在下一口井進行鉆機施工作業(yè)。

具體實施例：

本發(fā)明擬采用專有技術保護的內容為頁巖氣井工廠化鉆井方法，包括鉆機移動選型與快速移動裝置選擇、施工工序銜接、鉆機離線作業(yè)項目等。實施方法如下步驟：

(1)在井工廠平臺的第1口井完成30型車載鉆機設備安裝、調試，達到開鉆條件。

(2)采用30型車載鉆機完成第1口井導眼和一開鉆進作業(yè)，注水泥碰壓12小時后移動鉆機至第2口井，重復第1口井的作業(yè)，依次完成第n口井的導眼和一開鉆進作業(yè)(n為平臺內井數)。

(3)在30型車載鉆機移動到第4口井時(距離第1口井30m以上)，50型鉆機進入井場在第1口井位置進行設備安裝、調試，組裝二開井口防噴器組、連接井控管匯、試壓達到二開開鉆條件；

(4)在第n口井完成鉆進作業(yè)后，車載鉆機配合固井掃塞后撤離井場。

(5)使用50型鉆機完成二開鉆進作業(yè)，通井和電測，下入技術套管、注水泥碰壓的12小時后鉆機整體移動至第2口井，重復第1口井操作，依次完成第n井的鉆井作業(yè)。

(6)第n口井注水泥固井后，不移動鉆機，等待候凝期間，進行井控裝置連接、試壓；下鉆探塞、鉆塞；三開鉆進、通井、電測；下生產套管、注水泥，注水泥的12小時后，鉆機移至第n-1口井。依次完成第n-2、n-3……第2口井和第1口井的鉆井作業(yè)；

(7)第1口井注水泥后，不移動鉆機，候凝，安裝井控裝置、試壓、下鉆探塞、掃塞、刮壁、通徑、替射孔液、測固井質量、套管試壓；試壓后將大鉆機移動至第2口井，直至第n口井。第n口作業(yè)結束后安裝蓋板法蘭、甩鉆具、放井架、搬遷。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明根據頁巖氣井各開次鉆井作業(yè)內容，鉆井設備、鉆井液類型和鉆井工具與材料使用情況，將頁巖氣鉆井作業(yè)工序分為多個階段，并采用車載小型鉆機鉆表層，大型鉆機鉆深層的工廠化施工作業(yè)模式。通過工序的無縫銜接，不同型號鉆機配合實現(xiàn)頁巖氣鉆井提速降本的目的。

2、本發(fā)明在對頁巖氣鉆井的施工作業(yè)內容與所用設備和材料進行系統(tǒng)分析 的基礎上，通過對頁巖氣鉆井工序進行重組和優(yōu)化，形成了一套工廠化鉆井施工作業(yè)流程方法。利用該工廠化鉆井作業(yè)方法，可大大縮短鉆機設備停等時間，提高設備利用效率，從而實現(xiàn)縮短頁巖氣鉆井施工周期，降低鉆井成本的目的。本發(fā)明提出的工廠化鉆井施工工藝方法，可以使鉆井中完時間縮短80％，鉆井周期縮短30％，成本降低20％以上。

相關技術術語的名詞解釋雖然已經參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構沖突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。