煤层气参数井、排采井施工相关问题探讨

祁 斌 刘蒙蒙

(1.新疆煤田地质局，新疆 830091；2.新疆煤田地质局一五六煤田地质局勘探队，新疆 830091)

1 新疆煤层气钻井施工实践

在新疆煤层气勘查项目实施中，关于煤层气参数井和排采井的施工，有单位采用“先施工小井径参数井，再在参数井附近(或一定距离)新施工大井径排采井(分开施工)”的方法；有单位采用“直接施工大井径井，目的层以上无心钻进，目的层取心钻进并做采样化验和相关测试工作(合并施工)”的方法。

2 不同施工方案的统计参数

分别统计纯参数井(小井径)、纯排采井、排采井兼参数井的施工周期，资金投入，钻孔事故情况(数据基于直井井型)。

2.1 钻井时间

(1)纯参数井

表1 纯参数井钻井时间统计表

从表1可以看出，孔深453～1200m完井总时间是21～90d，将孔深折算成1000m(未考虑孔深加深对施工速度的影响)时，钻孔施工时间是46～92d，平均65d。日钻井进尺12～30m,平均20m。日钻井进尺随孔深加深而减小。

(2)纯排采井

表2 纯排采井完井时间统计表

从表2可以看出，孔深819～1237m排采井完井总时间是8.5～26.9d，将孔深折算成1000m(未考虑孔深加深对施工速度的影响)时，完井总时间是8.4～25.6d，平均15.3d。日钻井进尺46～228m,平均112m。

(3)排采井兼参数井

表3 排采井兼参数井钻井时间统计表

从表3可以看出，孔深771～1110m排采井兼参数井完井总时间是25.7～83.5d，平均50.7d。完井时间受天气影响较大。试井单层时间在3～6d之间。取心段长59～589m之间，日取心进尺7～15m，平均10m。

2.2 预算标准

单参数井和单排采井按照中国地质调查局《地质调查项目预算标准》(2010年试用)执行预算(表4)。

表4 不同井型预算基础单价表

对于参数井兼排采井施工的预算标准，《标准》未作明确规定。2016年煤层气项目设计中，有单位对参数井和排采井均单独施工，有单位将排采井兼作参数井(对目的层段取心)。在实际设计审查时，预算专家对排采井兼参数井(目的层取心)均按纯排采井预算标准批复预算。对大井径取心费用未予考虑。

2.3 钻孔事故

通过对上述统计资料分析可知：10口纯参数井施工中，仅一口井(K-3井)出现孔内故障，延误工期5d；17口纯排采井均未发生孔内事故；13口排采井兼参数井施工，5口井发生孔内事故，延误工期10～16d。

在新疆后峡某煤层气项目施工中，在以往煤田勘探深部，结合二维地震初步解释成果，采用大井径排采井兼参数井的方案施工TC-1井，孔深1700m，结果未钻遇目标煤层。

表5 不同井型事故统计表

3 相关规范符合性

《煤层气钻井工程质量验收评级规范》(NB/T 10003—2014)、《煤层气资源勘查技术规范》(GB/T 29119—2012)、《煤层气资源/储量规范》(DZ/T 0216—2010)对排采井的技术指标做出了明确规定，对参数井技术指标未做规定，对排采井兼参数井的施工(合并施工)未置可否，仅《煤层气资源勘查技术规范》(GB/T 29119—2012)7.2.5条写到“排采井可以在参数井的基础上扩径完成”。

根据《煤层气钻井工程质量验收评级规范》(NB/T 10003—2014)，对于孔深小于1000m排采直井，要求全井最大井斜角不大于3°，水平位移不大于30m，全角变化率不大于1.4°/25m。在煤层气项目施工实践中，按照《规范》要求，排采直井采用单点测斜仪(定向井采用MWD定向仪器)，钻井井斜均能满足要求。但是对于排采井兼参数井的施工，由于取心段无法定向，钻井井斜角和全角变化率无法保证。按照《规范》相关指标要求，排采井兼参数井的施工技术指标达不到相关质量要求。会给后期排采带来一定的影响。

在新疆煤层气项目实施实践中，为了节约成本，部分钻井采用合并施工的方式。在钻井质量验收方面，排采井验收遵照《煤层气钻井工程质量验收评级规范》(NB/T 10003—2014)，参数井验收遵照《煤炭地质勘查钻孔质量标准》(MT/T 1042—2007)。对于排采井兼参数井的验收，鉴于工作实际，目的层以上(不取心段)验收遵照《煤层气钻井工程质量验收评级规范》(NB/T 10003—2014)，目的层(取心段)验收遵照《煤炭地质勘查钻孔质量标准》(MT/T 1042—2007)。

4 不同施工方案优缺点分析

4.1 分开施工的优缺点

(1)参数井可以先行施工，小井径参数井对钻机、场地要求相对较低，取心施工技术工艺成熟，钻孔成孔率高；

(2)可以根据参数井采样测试情况指导排采井部署决策。

(3)单独施工排采井，成孔效率高，井身质量有保证，快速钻井可以优化钻井液参数，减少钻井液对储层污染。

(4)以一定的井距分开施工，可以加强煤层气地质控制程度。根据《煤层气资源/储量规范》对探明的(控制的)煤层气储量、探井井距达到附录B的要求(不超过附录B规定距离的2倍)。根据有关专家对《规范》的解释，对于规定要求的井距，可以是探井、参数井或排采井。如果预算对参数井和排采井的经费均予批复，则以一定井距分开施工，可以加强煤层气地质控制程度，实际上也节约了成本。

4.2 合并施工的优缺点

(1)在煤田勘探程度较高，目的煤层层数少(取心段短，100m左右)、深度厚度明确的矿区，一孔多用，可以获取更多的煤层气相关参数，在一定程度上，可以节约钻井施工总成本。但这种优势局限在对煤层气地质控制要求不高的项目中(如煤层气调查评价或普查项目中)。

(2)合并施工，由于参数取心、测试时间长、风险大，易发生钻井孔内事故；同时为保证取心、测试、成孔而使用的高密度、高粘度钻井液，对煤储层的伤害更大。

(3)在煤田勘探程度相对较低、目的煤层赋存不明确、煤层气相关参数无依据的区域，合并施工则风险较大。有可能钻遇不到目的煤层，或者目的煤层相关参数不佳，不适宜做排采试验。

(4)大口径取心质量不易保证。

[1] GB/T 29119—2012.煤层气资源勘查技术规范[S].北京：中国标准出版社，2012.

[2] GB/T 0216—2010.煤层气资源/储量规范[S].北京：中国标准出版社，2010.

[3] NB/T 10003—2014.煤层气钻井工程质量验收评级规范[S].北京：中国电力出版社，2014.