【正文】 Tianjin Engineering Technical Institute 畢業(yè)實(shí)踐報(bào)告 （副標(biāo)題） 煤層氣鉆井流程及關(guān)鍵技術(shù) 班 級(jí)： 地質(zhì) 09 一班 摘 要 由于煤層氣與石油天然氣儲(chǔ)層特性和產(chǎn)出機(jī)理不同，因此，采用的鉆井工程方法與技術(shù)也就存在差異。為規(guī)范煤層氣鉆井工程作業(yè)，保障工程質(zhì)量，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外煤層氣鉆井工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，特制定本標(biāo)準(zhǔn)，以對(duì)煤層氣鉆井工程設(shè)計(jì)、施工作業(yè)、井控要求、工程質(zhì)量要求、安全、健康、環(huán) 境管理要求、鉆井完井、交井驗(yàn)收及資料匯交等內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。 我國(guó)煤層氣儲(chǔ)層孔隙和裂隙系統(tǒng)特征，分析了鉆井液對(duì)煤氣層儲(chǔ)層的傷害機(jī)理。最后針對(duì)煤層氣鉆井儲(chǔ)層保護(hù)措施方面進(jìn)行了分析和研究，提出了采用 欠平衡鉆井和微過(guò)平衡鉆井等煤層氣井儲(chǔ)層的保護(hù)措施，這對(duì)煤層氣儲(chǔ)層開發(fā)生產(chǎn)具有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞 : 鉆井技術(shù)，儲(chǔ)層孔隙，鉆井液，規(guī)范施工， 目 錄 一緒論 ??????????????? ?????? ?????????? 1 二鉆井工程設(shè)計(jì) ????????? ?????? ??? ???????? 2 三 鉆前準(zhǔn)備及驗(yàn)收 ???????? ?????? ??????????? 9 四 鉆井施工作業(yè)???????? ?????? ???????????? 10 五取心施工作業(yè) ???????? ?????? ???????????? 11 六固井施工作業(yè)要求 ?????? ?????? ???????????? 12 七 煤層氣井井控要求 ?????? ?????? ???????????? 14 八鉆井工程質(zhì)量要求 ?????? ?????? ???????????? 14 九健康、安全與環(huán)境管 理要求 ??? ?????? ??????????? 18 十小結(jié)???????????? ?????? ???????????? 19 十一致謝??????????? ?????? ????????????? 21 十二參考文獻(xiàn) ????????? ?????? ???????? ????? 22 煤層氣鉆井流程及鉆井關(guān)鍵技術(shù)技術(shù) 緒 論 煤層氣俗稱煤礦瓦斯，是一種以吸附狀態(tài)賦存于煤層中的非常規(guī)天然氣，甲烷含量大于 90％，它是天然氣最現(xiàn)實(shí)的接替能源 [1]。 不僅有利于煤礦安全生產(chǎn)，而且還能有 效減少大氣環(huán)境污染，改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)。煤層氣資源地面開發(fā)的成敗與鉆井工程施工技術(shù)有著重要的關(guān)系，故需采用適合煤層氣儲(chǔ)層特點(diǎn)的、有利于保護(hù)煤層不受傷害的鉆井完井工藝，該工藝主要研究?jī)?nèi)容包括：煤層壓力預(yù)測(cè)方法；煤層的井眼穩(wěn)定工藝；煤層氣儲(chǔ)層保護(hù)工藝；煤層氣井完井方式及工藝 [2]。本文僅就鉆井工藝部分作研究和探討。在鉆井過(guò)程中采取有效工藝措施，加強(qiáng)儲(chǔ)層保護(hù)，避免儲(chǔ)層傷害，這對(duì)提高煤層氣儲(chǔ)層出氣量具有很實(shí)際的借鑒意義。 自 20 世紀(jì) 70 年代中期煤層氣工業(yè)在美國(guó)興起以來(lái)，煤層氣鉆井技術(shù)已充分應(yīng)用和 修改了石油、天然氣工業(yè)鉆 井技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也隨之而得到了改進(jìn) 一，鉆井工程設(shè)計(jì) 1 鉆井工程設(shè)計(jì)步驟 科學(xué)系統(tǒng)地進(jìn)行鉆井工程設(shè)計(jì)是確保鉆成高質(zhì)量煤層氣井的前提，任何煤層氣井鉆井工程設(shè)計(jì)必須按如下步驟進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，詳見圖 1： 圖 1 煤層氣鉆井工程設(shè)計(jì)步驟示意圖 生產(chǎn)因素 地質(zhì)因素 其它因素 水產(chǎn)量 地層結(jié)構(gòu)及其特征 清除鉆屑 生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工具 水文地質(zhì)條件 修井和再完井 增產(chǎn)措施 孔隙壓力 完井方法 氣 破裂壓力 坍塌壓 力 5套管柱設(shè)計(jì) 工程條件研究 分析 計(jì)原則國(guó)家和地方法律法 可要求 計(jì) 鉆頭水參 、安全與環(huán)境管理措施 工程任務(wù)與鉆井工 程條件分析 、理解地質(zhì)目的和工程任務(wù) 確定最優(yōu)生產(chǎn)套管規(guī)格和下 深 確定合理表層套管規(guī)格和下深 確定套管結(jié)構(gòu)和井身結(jié)構(gòu) 確定三開井徑和井深 確定二開井徑和井深 圖 2 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程圖 2 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù) 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是地質(zhì)目的、地質(zhì)設(shè)計(jì)要求、地層結(jié)構(gòu)及其特征、地層孔隙壓力、地層水文條件、地層破裂壓力、完井方法、增產(chǎn)措施、生產(chǎn)方式及生產(chǎn)工具等。 2． 2 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序應(yīng)參照?qǐng)D 2流程進(jìn)行，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)條件綜合考慮各方面的因素作相應(yīng)補(bǔ)充和完善。 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 1 所設(shè)計(jì)的井身結(jié)構(gòu)應(yīng)充分滿足鉆井、完井生產(chǎn)需要以及獲取 參數(shù)的需要 采用的所有鉆井工藝技術(shù)應(yīng)有利于保護(hù)煤儲(chǔ)層，充分考慮到出現(xiàn)漏、涌、塌、卡等復(fù)雜情況的處理作業(yè)需要（一般應(yīng)留有余地），以實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、快速、低成本鉆井。應(yīng)盡可能地簡(jiǎn)化井身結(jié)構(gòu)，以降低成本和避免工程失誤。 通常情況下，生產(chǎn)套管宜采用ф 套管；確因產(chǎn)水量大、地層復(fù)雜或?yàn)樘岣邭馑a(chǎn)量，可采用更大直徑的套管；風(fēng)險(xiǎn)勘探所施工的參數(shù)井，可采用小井眼鉆井（二開井徑小于ф 118mm）。井身結(jié)構(gòu)選擇設(shè)計(jì)參照煤層氣鉆井優(yōu)選套管與鉆頭匹配關(guān)系圖 3執(zhí)行： 套管和襯管尺寸， mm. 鉆頭和井徑， mm. 套管和襯管尺寸， mm. 鉆頭和井徑， mm. 確定一開井徑和深度 127 200 311. 200 273 套管尺寸， m 鉆頭和井徑， mm. 套管尺寸， mm. 鉆頭和井徑， mm. 套管尺寸， mm. 圖 3 煤層氣鉆井優(yōu)選套管與鉆頭匹配關(guān)系圖 (圖中單位為 mm) 通常情況下，煤層氣生產(chǎn)和試驗(yàn)井井身結(jié)構(gòu)宜采用表 1所示結(jié)構(gòu)，根據(jù)生產(chǎn)需要可 采用更大直徑的套管。 表 1 煤層氣井常規(guī)鉆井井身表 開鉆程序 鉆頭尺寸 套管類型 套管尺寸 一開 ф 表層套管 ф 二開 ф 生產(chǎn)套管 ф （ф ） 地層條件復(fù)雜情況下，可采用表 2所示的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 表 2 復(fù)雜地層條件下煤層氣鉆井井身結(jié)構(gòu)表 開鉆程序 鉆頭尺寸 套管類型 套管尺寸 一開 ф 表層套管 ф 二開 ф 技術(shù)套管 ф 三開 ф 生產(chǎn)套管 ф （ф ） 在打井很少或未打過(guò)井的地區(qū)，為了先取得地層、煤層和儲(chǔ)層參數(shù)資料，可在二開時(shí)先用ф 95mm或ф 118mm 鉆頭鉆小井眼，在煤層部位進(jìn)行小井眼取心、測(cè)試和測(cè)井等。綜合分析評(píng)價(jià)，若有工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值，再用ф 鉆頭擴(kuò)眼鉆進(jìn)，下生產(chǎn)套管；否則，測(cè)井后打水泥塞封井。 井口及井控裝置設(shè)計(jì) 508 349.2 431. 508 508 762 各次開鉆井口和井控裝置設(shè)計(jì) ,參照 SY/T 5964標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合鉆煤層氣井具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。 井控技術(shù)要求及試壓，參照 SY/T 6426 標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行設(shè)計(jì)。 鉆井循環(huán)介質(zhì)設(shè)計(jì) 1 鉆井循環(huán)介質(zhì)設(shè)計(jì)依據(jù) 應(yīng)根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)提供的地層壓力，掌握壓力系數(shù)，在鉆井設(shè)計(jì)時(shí)選定壓差，并用當(dāng)量循環(huán)密度進(jìn)行驗(yàn)算，最后確定鉆井循環(huán)介質(zhì)類型、密度等技術(shù)指標(biāo)以及這些指標(biāo)的允許使用范圍。 2 煤層氣井鉆井循環(huán)介質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下主要因素（不局限于這些因素盡量減少對(duì)煤儲(chǔ)層的傷害，保護(hù)煤儲(chǔ)層； 穩(wěn)定和保護(hù)井壁，平衡地層壓力，以保障鉆進(jìn)施工安全；潤(rùn)滑、冷卻鉆頭。 3鉆井循環(huán)介質(zhì)優(yōu)選原則： 取心、裸眼測(cè)試的參數(shù)井、試驗(yàn)井及生產(chǎn)井，選用清水、無(wú)粘土鉆井液或優(yōu)質(zhì)鉆井液； 生產(chǎn) 井（包括直井和定向井），選用優(yōu)質(zhì)鉆井液、無(wú)粘土鉆井液、清水和氣體（空氣、氮?dú)?、充氣）循環(huán)介質(zhì)及泡沫循環(huán)介質(zhì)。根據(jù)增產(chǎn)措施和煤儲(chǔ)層特點(diǎn)，亦可采用暫堵型優(yōu)質(zhì)粘土鉆井液鉆井循環(huán)介質(zhì)性要求 4 煤層氣井所采用的鉆井液應(yīng)滿足下列要求： 1 鉆井液與煤儲(chǔ)層要有良好的配伍性 參照 SY/T 535 SY/T 6075 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，并優(yōu)選出能與煤儲(chǔ)層良好配伍 的優(yōu)質(zhì)低密度鉆井液配方 降低固相含量 2在進(jìn)入煤系地層前采用普通優(yōu)質(zhì)鉆井液，粘土含量小于 6％；煤層段根據(jù)井型和錄取參數(shù)的需要，可采用清水、無(wú)粘土和少量粘土優(yōu)質(zhì)鉆井液，配備好固控設(shè)備。用清水作鉆井液，密度應(yīng)控制在 。若水源充足時(shí)，可開放式循環(huán)。 3. 降低失水量失水量是鉆井液中一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，為防止因鉆井液濾液浸入傷害，必須使用降失水劑來(lái)控制中壓失水在 9ml以下。 酸堿值要適當(dāng)一般 pH值應(yīng)控制在 8～ 。 4 抑制水化、膨脹為防止泥頁(yè)巖及煤儲(chǔ)層中粘土顆粒水化分散，膨脹剝落，造成煤 儲(chǔ)層傷害，可使用鉀基系列優(yōu)質(zhì)鉆井液。 5 降低鉆井液密度，實(shí)行平衡或近平衡鉆井 使用無(wú)粘土或少量粘土優(yōu)質(zhì)鉆井液、清水，再配備使用好固控設(shè)備除去有害固相，保持低密度； 切力和動(dòng)力適當(dāng)?shù)那辛蛣?dòng)塑比，有利于攜帶懸浮鉆屑，有效清洗井眼，降低激動(dòng)