煤层气参数井钻井施工难点及对策研究

石希民（河南省煤田地质局三队，郑州450053）

煤层气参数井钻井施工难点及对策研究

石希民（河南省煤田地质局三队，郑州450053）

随着社会发展越来越迅速，各种能源相继出台，煤层气作为一种新型能源，它的开发前景广阔。技术人员通过钻井获得煤层内的储气，还要获取煤层气的地质储量，这是一个获得施工煤层气参数的途径。但是在钻井的时候，对于煤层气的本身质量要求，钻井液，钻心质量等方面有很大的要求，施工难度比较大。通过设备与其他工具的结合，钻井参数保证了钻井的质量。同时根据不同地层段选择钻井液的类别，用来确保井壁的稳定，同时还可以对煤储层起到了保护作用。在工具方面，可以用绳索式的钻心工具，获取煤的时候使用低钻压，低转速，低排量，低泵压的“四低”参数来钻进，使用合适的割心方式，还可以提高煤心的收获率，使得钻井的质量达到验收的标准。

煤层气；井钻井施工；难点；对策研究

煤层气就是我们通常说的煤矿瓦斯，它是一种存在于煤层之中的非常规的天然气，而且是以一种以吸附的形式存在。煤层气的开采是有很大益处的的，是因为煤层气得开采不仅仅可以减少瓦斯对煤矿安全产生的灾害，而且煤层气有可以作为一种新的能源用来使用，市场广阔。

在煤层气施工的时候，是通过钻心钻井来获得区域内的所需要的煤层的情况，包括煤层的深度，厚度，旁边煤岩以及每层的特点，割取以及缝隙发育的程度，煤层内部的煤层气含量，饱和度，温度变化观察，渗透力，储层的压力，地表的压力等等，还有煤层的地板岩石物理性质等的参数，从这些数据之中获取煤层的储气数据，从而为煤层气的开发提供依据。下面谈谈煤层气开发的难度以及对应的政策。

1煤层气开发时的地层情况以及需要的技术

1.1地层的情况

钻井取煤气的时候，需要观察地层的情况，地层自上而下的情况为：第四系是黄的的黏土堆积，夹杂有岩石薄层，下面的底部是石层与底部的层不整合接触。第二层的系统是由砂岩，粉砂岩等组成，底部的粗砂岩区比较稳定。下面是石盒子组成：灰绿色的，会堵塞的泥岩夹杂着浅灰色的砂岩，下面还有大量的菱铁矿，厚度不小，层叠下统是主要的含煤层之一，含有煤四层。底层的结构总是呈现斜度，不过倾角不大。

1.2需要的技术要求

在取煤层气的时候，技术要求是非常严格的，首先要弄好井的结构，严格按照标准钻井。然后是井的质量需要保证，钻井液需要很好的处理，这样会减少对储煤层的伤害，稳定井壁，优先选择钻井液。对于复杂的底层阶段，需要选择较低固相的钻井液。煤层阶段，选用其他钻井液。pH值需要严格控制。

取心的质量需要使用半合管的伸缩工具进行取煤，岩煤心的直径需要很好的控制，取内筒不小于20min，完成时间不小于10min，取出的煤心燃烧不变质，无污染。

2进行钻井时的施工难点

煤层气的开采不是一蹴而就的，在进行施工的时候，遇到困难是很常见的，总结问题，在遇到问题时候及时解决才是重点。

（1）由于煤层是在几十米的地底下，风化带较为严重，岩层破碎厉害，钻入的深度容易产生井壁的崩塌，侧漏以及井的倾斜等情况。

（2）因为岩层有倾斜度，而且岩层中的层理和片理，岩层交叉错横每层又有厚度，在钻井的时候容易出现井壁倾斜。

（3）煤层时松软的矿体，强度低下，取心的时候很困难，如果用清水钻煤层段，这样会造成井壁稳定性差，容易坍塌，而且容易发生井的直径扩大的情况，很危险。

（4）煤层的储存空间缝隙过大的话，压力低，渗透性差，高密度的东西会渗入到井内，将会导致煤层受到污染，影响煤层的产煤质量。

3对于难点的解决对策

3.1主要设备与模具的配置

在设备方面，钻井的机器需要严格要求，需要先进的设备，固定的装备，防雾器，柴油发动机都按照标准来准备。钻杆，钻铤这些东西必不可少，绳索式钻心工具，单点测斜议，泥浆测试仪等都需要专业要求，合格证等专业检查。

3.2钻井的自身检测

在钻具方面，严格按照专业流程，每一步严格执行，专业监督，上面提到的绳索式钻心工具等东西及时维修，确保顺利进行。每一步都要按照严格的标准来执行，及时的发现错误，不要因为人为的错误来使得出错。

对于井斜控制方面，严格把好质量关，设备稳固安装，调整好水平，保证转盘工具安好。刚开始进行的时候，需要轻压，慢转，控制时速，保证开孔的度。在使用偏重工具的时候，严防钻铤倾斜，注意离心作用是钻铤在旋转的时候贴向井壁，这样会使得钻柱倾斜，然后消除对于井斜的影响。在二次首开的时候，轻压慢转，保持匀速，钻井过程中严格控制参数，使得操作一致。在钻压的时候，确保井眼垂直。

3.3钻井液

在进行施工的时候，因为钻井液之中的固定颗粒将会堵塞，填充煤层的裂缝，从而使得高密度的钻井形成液柱对煤层造成伤害。故此，选择使用优质的钻井液也会使得钻井安全，进入煤系地层的时候用清水或者无固定的钻井液，来稳定井壁。

在进行一次开钻的时候，采用黏土开钻，泥浆材料来稳固开井段的稳定，使其不坍塌，防止漏失。

在经行二次开钻的时候，采用低固的钻井液，配方按照规定，泥浆有低伤害，低固相，低失水的一致性，可以确保井壁稳固，避免井壁坍塌或者漏水。钻井液的密度严格控制，确保最低值，减轻压力。正常钻进的时候，每隔1h测量一次钻井液的密度，粘合度，含砂量，确保测量准确。

3.4煤层取心

在煤层取心的时候，更具地质情况，对钻杆进行检查，确保它们可以顺利工作。取煤之前应该检查好取心的工具，尤其是内管，调整好配置，确保井眼可以通过钻开煤层。在井下适当距离处循环钻井液，取心内筒应当到位之后才可以脱离开来。投入内筒之后，需要进行泵压测试，室内通顺利找到位，及时处理这个问题。

按照取煤的通知要求，必须使用煤层气的绳索式取心进行远程操作。在取煤的时候，第一次不要超过标准，便于检查工具的可靠性，以后每次取心也严格按照标准。取煤的时候采用低压，每回末尾的时候应该先停泵，增大钻压，然后一会堵上。

在造作的时候按照提心操作的方式，割完心后，卸下方钻杆，吧打捞器投入。均匀送下去，适当的速度放下，防止内筒被冲坏。在煤心装罐方面，煤心出去的时候小心操作，确保次序不会乱，将内筒丢开，尽最大限度的地保证它的完整性和原有的样子。在提出内管之后，需要马上卸开并且打开半合管，对于煤心的长度进行测试，分析，拍照，装罐，然后进行测试。

通过理论计算结果和实际监控测量数据的比对，利用监控理论，我们对理论计算结果的若干参数进行识别和调整，最终使得理论计算结果和实际测量结果比较吻合，用于指导实际施工。

4结束语

伴随能源的发展，煤层气必不可少的成为潮流。把好设备安装关，正确选择钻具组合，合理选择钻井参数，及时测斜，跟踪作图是保证井直的关键。第二次开钻进上部地层段，选用钾铵基低固相钻井液可避免破碎地层井壁坍塌与漏失。见煤层前换用无固相钻井液，实现近平衡钻井，用无机盐类处理剂能抑制煤岩层的吸附膨胀，起到对煤储层的保护。加长循环槽，设二级设备净化，控制钻井液固相含量，维护好钻井液性能，可减少对煤储层的伤害。取煤时采用“四低”参数钻进，每次末尾采用干磨使煤心自然堵塞的割心方法，可提高煤心的收获率。合理选择钻井液和钻井设备、机具与钻井参数，提高钻效，缩短钻井周期，减少钻井液对地层的浸泡时间，防止井壁坍塌与井径扩大。

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2095-2066（2016）20-0105-02

2016-6-29