由于我国煤层气储层具有渗透率低压力低的特点，直井煤层控制面积小，产量低，钻单
支水平井不利于后期的排水降压作业，所以现在煤层气开发多采用羽状水平井，羽状水平
井需要工艺井与排采井之间的连通，两井连通需要对两井距离方位偏差新的靶点坐标、南北
坐标、东西坐标等进行精确测量，找出新的靶点，然后对定向井进行定向指导，确保成功连
通。

 

　　关键词：

 

　　煤层气开发；水平井连通

 

　　由于煤层压力低，后期开采过程中液面较低，需要排采泵下入煤层附近，在水平井中
煤层井斜和全角变化率较大，下入泵使用寿命较短，严重影响开采进度，为了方便后期采
排采用预先钻一口直井，直井与水平井连通方式进行采排，提高单井开采寿命。

 

　　

1 扩孔技术 

　　为了易于实现水平井与洞穴井在煤层中成功对接并且建立气液通道，需要在洞穴井的
煤层部位造一洞穴，洞穴的直径一般为

0.5～0.6m，长度为 2～5m。目前有两种造穴方式，

即水力射流造穴和机械工具造穴。水力射流造穴法是利用高压水射流能量来破碎岩石。施工
中用钻具把特殊设计的水力射流装置送入造穴井段，开泵循环，使钻井液在经过小喷嘴时
产生高压水力射流，破坏煤储层形成洞穴。

 

　　机械工具造穴利用机械切削的原理，用钻具把特殊设计的机械装置送入造穴井段，然
后通过液压控制方式使造穴工具的刀杆张开，并在钻具的带动下旋转，切削储层，形成满
足实际需要的洞穴。目前采用的就是利用水力割刀来造穴，它铣套快，在煤层段形成的洞穴
稳定性强。

 

　　

2 精确控制技术 

　　

2.1 连通仪器的组成及工作原理 

　　两井连通过程主要采用近钻头电磁测距法，英文缩写为

RMRS。 

　　

2.1.1 RMRS 连通仪器的组成 

　　

RMRS 仪器主要由探管、加重杆、地面接口箱、磁接头、通讯装置、仪器工程车、电缆、绞车

和控制器、发电机、计算机和软件组成（图

3）。RMRS 仪器没有累积误差，能够直接引导钻

头钻穿目标靶点。目前

RMRS 技术在 CBM 井、SAGD 和控制井喷等领域得到了广泛应用。强

磁接头里的横向孔里镶嵌着永久性磁体，它能产生总量达几百

Am2 磁偶矩。直径 1.8in 的传

感器元件通过电缆（单芯电缆或多芯电缆）连接到地面接口箱上，再连接电脑，运行
RMRS 软件获取、储存、分析数据。 
　　

2.1.2 RMRS 连通仪器的工作原理 

　　

RMRS 连通设备的硬件构成包括永磁短节和强磁计或探管。永磁短节的长度约为

400mm，由横行排列的多个永磁体组成，它主要用来提供一个恒定的待测磁场，电磁信号
的有效传播距离为

60-80m。探管由三部分组成：扶正器、传感器组件、加重杆，其长度约为

3m。当钻头旋转时，强磁接头就会产生一个交变磁场，这磁性信号被附近目标井内的传感
器探测到。当旋转的永磁短节接近目标井附近区域时，探管可采集永磁短节产生的磁场强度
信号，最后通过采集软件准确计算两井间的距离和当前钻头的位置。

RMRS 必须与 MWD 和

马达等配合使用，钻具组合通常为：钻头

+永磁短节+马达+无磁钻挺+MWD+钻杆。在钻进

过程中，强磁接头绕着

S 轴线旋转（S 轴是与钻头端面垂直的井眼轴线），产生一个磁偶

极矩

M。目标井内的探管包含一个三相交流磁力计，用以测量由 M 产生的交变磁场

（

H），探管还包括一个三相加速计和一个直流磁力计，分别测量地球的重力场和静磁场。

当探管放置在裸眼井段时，

RMRS 可测得约 50 米远地层信息。在钢套管中则会削弱磁场且

减小其测量范围，而且测量范围与信号强度成立方根关系。钢套管可以使测量范围成

30 倍

地衰减，产生严重的磁干扰，静磁场不能使用，分析靶点位置数据只能结合重力场数据和