影响煤层气钻井完井工艺技术的几个问题

影响煤层气钻井完井工艺技术的几个问题

王梅仙

(晋城煤业集团公司技术中心,山西晋城048000)

摘 要:在步入煤层气商业化生产启动阶段,了解煤层气钻井完井工艺的特殊性,才能逐步完善煤层气钻井完工工艺。通过对钻井过程中煤层气钻井完井中常出现问题的分析,提出了相应的措施,对煤层气商业化生产具有重要意义。

关键词:煤层气;钻井;完井工艺

中图分类号:TE2 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2006)10-0048-02

SeveralProblemInfluencedDrillingandCompletionofWell

TechnologyforCoalBedMethane

WANGMei-xian

(JinchengCoalIndustryGroupComp1,Jincheng048000,China)

Abstract:Itispossibletoconsummatethedrillingandcompletionofwelltechnologyforcoalbedmethaneafterweunderstoodtheparticularityofthetechnology,whenChina.sgasindustryhasenteredthefastdevelopmentphase1Theproblemsappearingindrillingandcompletionprocessingcoalbedmethaneareanalyzed1Thecor-respondingmeasuresareproposed1Itisvitalsignificancetocommercializationproductionofcoalbedmethane1Keywords:coalbedmethane;drillingwell;completingwellcraft

0 前言

我国已钻煤层气井很多为工程报废:有的因为固井质量不合格,无法压裂;有的在试气中发现因钻井原因污染煤层,降低了煤层渗透率并导致压力资料求取不准,影响试气。可见,煤层气钻井完井工艺技术是煤层气勘探开发的首要环节。钻入煤层以前,煤层气井的技术与常规油气钻井技术相同。由于煤层是钻井的目的层,加之具有特殊的地质力学和岩石学特性,故此煤层气井钻井与完井工艺设计上有其特殊性。其技术核心是以降低钻井成本、防止煤层污染、录取资料准确、创造稳定的测试与强化条件为目的进行钻井与完井设计。

得准确资料。

2 钻井完井过程中对煤储层的潜在伤害

(1)煤强度的影响。煤杨氏模量小、泊松比高,天然割理及节理发育,使煤的抗张、抗压强度比较低。煤比岩石更易收缩和破碎,过高或过低的压力干扰会造成对煤储层的破坏,并且致使井下情况复杂,储层浸泡时间延长,从而加重对储层的伤害。

(2)正压差伤害。在正压差作用下,钻井液中的胶体颗粒和其它细微颗粒被吸附堵塞在煤层气的孔隙喉道上,钻井液滤液的侵入又有可能发生各类敏感性反应,从而生成各类不溶性沉淀物。

(3)固相伤害。钻井液中所含固相颗粒分为粗粒(>2000Lm)、中粗粒(250~2000Lm)、细粒(44~250Lm)、微粒(2~44Lm)和胶体颗粒(<2Lm)。

(4)强亲水伤害。

1 煤层气钻井完井中常出现的问题

111 井壁稳定性差,容易发生井下复杂和事故

由于煤层机械强度低,裂缝和割理发育,存在较高剪切应力作用,因而煤层段井壁极不稳定,在钻井完井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、起钻遇卡、下钻遇阻甚至埋掉井眼等井下复杂和事故。因此煤层段钻进是煤层气井的一大难题。112 煤层易受污染,保护措施难度大

一方面极易污染,特别是受钻井、完井液和固井水泥浆中固相颗粒的污染;另一方面煤层破碎和高剪切应力造成井眼不稳定。为了保证安全钻穿煤层,其主要措施又是提高钻井液、完井液的密度,也就是增加其固相含量,但这样又容易污染煤层,因而实施煤层保护较油气层更困难。由于上述原因,造成很多煤层气井在钻井过程中受到污染,形成了地层压力、渗透率测试不准确,表皮系数大,处理困难。113 煤层破碎、含游离气多,取芯困难

煤层机械强度低,取芯时一般没有完整煤芯出筒,收获率低。而且煤层气井都是选择在含气量较高的地区,割芯后,随着取芯筒与井口距离的缩短,煤芯中气体不断解吸出来,当达到一定值时将煤芯冲出取芯筒。我国常规取芯工具在煤层取芯时,由于在井筒中起钻时间长,气体在井筒内损失严重且煤芯破碎,将影响含气量及实验室煤样分析化验获

3 完井要求

311 完井方式的选择

煤层气完井分为五种类型,即裸眼完井、套管完井、混合完井、裸眼洞穴完井及水平排孔衬管完井。裸眼完井费用低,但强化作业时,井控条件降低,煤层坍塌会导致事故,此种完井方式一般用于单厚煤层井。裸眼完井后期管理的不确定性,使其具有巨大的潜在风险,在煤层气早期开发中选择的比较多;套管完井具有稳定性,后期容易管理,目前一般选择套管完井方式。

定向井是指按照预先设计的井斜方位和井眼的轴线形状进行钻进的井。按照一个井场或平台的钻井数分为单向井、双筒井、丛式井等。随着定向井技术的发展,定向井的种类还在不断增多。随着水平井技术的发展,出现了水平多底井、水平径向井、丛式水平井和同层分支水平井等,使定向井钻井技术呈现更加丰富的内容。312 完井质量

收稿日期:2006-07-14;修订日期:2006-08-15

作者简介:王梅仙(1972-),女,山西晋城人,工程师,1995年毕业于中国矿业大学资源与环境科学学院勘查工程专业,现在晋,

斜坡高贯壁式采面的布置方法与回采实践

何玉荣

(永安煤业有限责任公司东坑仔煤矿,福建永安366022)

摘 要:介绍了斜坡高贯壁式采面的布置与回采工艺、适用条件,分析了该布置的优点及需要注意的有关技术问题。

关键词:采煤法;采面布置;斜坡高贯眼

中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2006)10-0049-03

ArrangingMethodsandMiningPracticeonInclined-high

Exploration-wallRetreating

(DongkengziCoalMine,Yong.anCoalIndustryCo1Ltd1,Yongan366022,China)

HEYu-rong

Abstract:Thearrangingmethodsandminingpracticeontheinclined-high-exploration-wallretreating,as

wellasthemethods.applicabilityareintroduced1Themethods.advantageandsomeothertechnicalissuesthatneedattentionareanalyzed1

Keywords:miningcraft;miningfacearrangement;inclined-high-exploration-wallretreating

0 引言

永安煤业有限责任公司东坑仔煤矿,煤层赋存较为复杂,大部分煤层倾角在35~40b左右,平均38b,煤厚016~018m,煤层坚硬,顶板底板较完整,上下巷道一般跟煤掘进,采用炮采作业。在上风巷保持畅通的情况下,采面布置采用正规壁式采煤法,全部垮落法管理顶板。煤矿进入深部开采后,矿山压力显现明显,上回风巷易受采动影响,压力较大或难于维护而冒落,造成采面无上风巷,如何进行采法布置的改31211 井斜

由于后期排采需要,煤层气生产井要求井斜垂直度高。与勘探井相比,要达到煤田地质勘探的甲级孔。31212 套管质量

必须使用能满足承受压裂需要压力的套管。31213 固井质量

由于固井工程的特殊性,水泥配制成浆体,要适应注替过程、凝固过程和长期硬化过程的各方面需要,因此水泥浆应具备以下特性:¹能配成需要密度的水泥浆,不沉降和具有好的流动性、适宜的初始稠度,且均质和不起泡;º易混合与泵送,分散好,摩擦阻力小;»流变性好,顶替效率高;¼在注水泥、候凝、硬化期间应保持需要的物理性能及化学性能;½水泥浆在固化过程中不受煤层水的污染,失水量小,固化后不渗透;¾水泥浆具有足够快的早期强度;¿提供足够大的套管、水泥、地层间的胶结强度;À具有抗地层水的腐蚀能力;Á满足射孔强度要求;Â满足所要求条件下的稠化时间和抗压强度。

由于固井条件变化大,所以针对注水泥的技术要求,应着重考虑下述5个方面的要求:

(1)水泥浆要适应深度条件大幅度变化的需要,尤其是一种类型级别水泥,既满足高温又要适应低温。而注水泥时水泥浆所受环境压力变化,亦在常压至100MPa大范围内变化。

(2)水泥浆必须具有良好的流动性和可泵性。

(3)能够配成需要的密度。配制水泥浆密度在019~2145gPm3范围内可调。

(4)水泥浆固化后能防止在高温(110e以上)环境下强度衰退。

进,使采面的回采工艺既安全可靠,又易为职工所接受,并使单产与工效提高,材料消耗上有所下降,施工队伍能够稳定,这就是文中所要解决的问题。

1 习惯性采煤法的缺点

(1)斜坡割块短壁残采(见图1)。该布置主分斜坡采用伪倾斜布置,伪倾角在22~23b左右,采面布置较简单,但在实际生产中回采面难以形成上出口而无法形成正规开采。工作面上部多为采空区,回采过程采用打隔离密柱或适(5)水泥环主要起到以下作用:承受下井各层套管的轴向载荷;要求水泥凝结过程有最少失水量和体积收缩,有效地封隔煤层;抗腐蚀性好,并对套管起保护作用。31214 钻井液的选择

以不污染煤系地层为原则,尽量使对煤层的伤害降至最低程度。要求打开煤层后的钻进时间必须要短。钻井液一般可选择清水或空气。要求不可有任何添加剂。钻井液的密度必须符合地质和工程的要求。合理的钻井液密度必须根据所钻地层的孔隙压力、破裂压力及钻井液的流变参数加以确定。钻井液的功用最基本有以下两个方面:

(1)保证快速优质钻井:¹清除井下钻屑并携带至地面;º对地层施以足够的反压力,以防地层流体进入井内;»保持井眼稳定;¼冷却与润滑钻头、钻具;½传递水功率。

(2)保护煤层,取全取准资料:¹对煤层不发生损害作用;º有利于地层测试,不影响地层评价;»对钻井人员及环境不发生伤害及污染;¼对井下工具及地面装备不腐蚀或减轻腐蚀。

4 结论

在煤层气钻井中注意解决影响煤层气钻井完井工艺技术的问题,可以保证钻井完井质量,对煤层气产业的商业化生产具有重要的意义。参考文献:

[1] 孙明光,等1钻井、完井工程基础知识手册[M]1北京:石油工

业出版社,20021

[2] 赵庆波,等1煤层气地质与勘探技术[M]1北京:石油工业出版

社,19991

收稿日期:2006-05-22;修订日期:2006-08-11

作者简介:何玉荣(1963-),男,福建福清人,采矿工程师,1986年毕业于福州大学采矿工程专业,长期从事采掘技术与管理工作

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6zae.html