【正文】 Tianjin Engineering Technical Institute畢業(yè)實踐報告（副標題）煤層氣鉆井流程及關(guān)鍵技術(shù)班 級：地質(zhì)09一班摘 要由于煤層氣與石油天然氣儲層特性和產(chǎn)出機理不同，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)國內(nèi)外煤層氣鉆井工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上，特制定本標準，以對煤層氣鉆井工程設計、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、交井驗收及資料匯交等內(nèi)容進行規(guī)范化和標準化。我國煤層氣儲層孔隙和裂隙系統(tǒng)特征，分析了鉆井液對煤氣層儲層的傷害機理。最后針對煤層氣鉆井儲層保護措施方面進行了分析和研究，提出了采用欠平衡鉆井和微過平衡鉆井等煤層氣井儲層的保護措施，這對煤層氣儲層開發(fā)生產(chǎn)具有很強的指導作用。關(guān)鍵詞: 鉆井技術(shù)，儲層孔隙，鉆井液，規(guī)范施工，目 錄一緒論 ………………………………………………………………………………… 1二鉆井工程設計 …………………………………………………………………… 2三 鉆前準備及驗收 ………………………………………………………………… 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………………………………………………………………………… 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層特點的、有利于保護煤層不受傷害的鉆井完井工藝，該工藝主要研究內(nèi)容包括：煤層壓力預測方法；煤層的井眼穩(wěn)定工藝；煤層氣儲層保護工藝；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。在鉆井過程中采取有效工藝措施，加強儲層保護，避免儲層傷害，這對提高煤層氣儲層出氣量具有很實際的借鑒意義。自20世紀70年代中期煤層氣工業(yè)在美國興起以來，煤層氣鉆井技術(shù)已充分應用和修改了石油、天然氣工業(yè)鉆井技術(shù)，現(xiàn)場作業(yè)標準也隨之而得到了改進 一，鉆井工程設計1 鉆井工程設計步驟，任何煤層氣井鉆井工程設計必須按如下步驟進行選擇和設計，詳見圖1：可要求分析、理解地質(zhì)目的和工程任務 5套管柱設計、安全與環(huán)境管理措施圖1 煤層氣鉆井工程設計步驟示意圖工程任務與鉆井工程條件分析 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 坍塌壓力確定最優(yōu)生產(chǎn)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確定合理表層套管規(guī)格和下深確定一開井徑和深度圖2 井身結(jié)構(gòu)設計流程圖2 井身結(jié)構(gòu)設計 井身結(jié)構(gòu)設計依據(jù)井身結(jié)構(gòu)設計的主要依據(jù)是地質(zhì)目的、地質(zhì)設計要求、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)設計程序井身結(jié)構(gòu)設計程序應參照圖2流程進行，但在實際設計中應根據(jù)具體地質(zhì)條件綜合考慮各方面的因素作相應補充和完善。 井身結(jié)構(gòu)設計原則1 所設計的井身結(jié)構(gòu)應充分滿足鉆井、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)應有利于保護煤儲層，充分考慮到出現(xiàn)漏、涌、塌、卡等復雜情況的處理作業(yè)需要（一般應留有余地），以實現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、快速、低成本鉆井。應盡可能地簡化井身結(jié)構(gòu)，以降低成本和避免工程失誤。通常情況下，；確因產(chǎn)水量大、地層復雜或為提高氣水產(chǎn)量，可采用更大直徑的套管；風險勘探所施工的參數(shù)井，可采用小井眼鉆井（二開井徑小于ф118mm）。井身結(jié)構(gòu)選擇設計參照煤層氣鉆井優(yōu)選套管與鉆頭匹配關(guān)系圖3執(zhí)行：127套管和襯管尺寸，mm. 200 鉆頭和井徑，mm. 套管和襯管尺寸，mm.200鉆頭和井徑，mm.273套管尺寸，m鉆頭和井徑，mm.508套管尺寸，mm.508鉆頭和井徑，mm.762508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表層套管二開生產(chǎn)套管（） 地層條件復雜情況下，可采用表2所示的井身結(jié)構(gòu)設計。表2 復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表層套管二開技術(shù)套管三開生產(chǎn)套管（） 在打井很少或未打過井的地區(qū)，為了先取得地層、煤層和儲層參數(shù)資料，可在二開時先用ф95mm或ф118mm鉆頭鉆小井眼，在煤層部位進行小井眼取心、測試和測井等。綜合分析評價，若有工業(yè)生產(chǎn)價值，下生產(chǎn)套管；否則，測井后打水泥塞封井。 井口及井控裝置設計各次開鉆井口和井控裝置設計,參照SY/T 5964標準并結(jié)合鉆煤層氣井具體情況進行設計。 井控技術(shù)要求及試壓，參照SY/T 6426標準進行設計。 鉆井循環(huán)介質(zhì)設計1 鉆井循環(huán)介質(zhì)設計依據(jù)應根據(jù)地質(zhì)設計提供的地層壓力，掌握壓力系數(shù)，在鉆井設計時選定壓差，并用當量循環(huán)密度進行驗算，最后確定鉆井循環(huán)介質(zhì)類型、密度等技術(shù)指標以及這些指標的允許使用范圍。2 煤層氣井鉆井循環(huán)介質(zhì)設計應包括以下主要因素（不局限于這些因素盡量減少對煤儲層的傷害，保護煤儲層；穩(wěn)定和保護井壁，平衡地層壓力，以保障鉆進施工安全；潤滑、冷卻鉆頭。3鉆井循環(huán)介質(zhì)優(yōu)選原則： 取心、裸眼測試的參數(shù)井、試驗井及生產(chǎn)井，選用清水、無粘土鉆井液或優(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、無粘土鉆井液、清水和氣體（空氣、氮氣、充氣）循環(huán)介質(zhì)及泡沫循環(huán)介質(zhì)。根據(jù)增產(chǎn)措施和煤儲層特點，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滿足下列要求：1 鉆井液與煤儲層要有良好的配伍性參照SY/T 535SY/T 6075標準進行試驗測定，并優(yōu)選出能與煤儲層良好配伍的優(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、無粘土和少量粘土優(yōu)質(zhì)鉆井液，配備好固控設備。用清水作鉆井液。若水源充足時，可開放式循環(huán)。3. 降低失水量失水量是鉆井液中一項重要性能指標，為防止因鉆井液濾液浸入傷害，必須使用降失水劑來控制中壓失水在9ml以下。 酸堿值要適當一般pH值應控制在8～。4 抑制水化、膨脹為防止泥頁巖及煤儲層中粘土顆粒水化分散，膨脹剝落，造成煤儲層傷害，可使用鉀基系列優(yōu)質(zhì)鉆井液。5 降低鉆井液密度，實行平衡或近平衡鉆井使用無粘土或少量粘土優(yōu)質(zhì)鉆井液、清水，再配備使用好固控設備除去有害固相，保持低密度； 切力和動力適當?shù)那辛蛣铀鼙?，有利于攜帶懸浮鉆屑，有效清洗井眼，降低激動壓力和對煤儲層的傷害。6 國內(nèi)煤層氣井常用鉆井液匹配參數(shù)見表3： 表3 煤層氣井鉆井液匹配參數(shù)性能 密度g/cm3塑性粘度MPa﹒s中壓失水ml固相含量 %含砂量%粘土含量%pH值指標～15～20941～28～1泡沫鉆井循環(huán)介質(zhì)泡沫（包括充氣、泡