煤层气钻完井的难题与技术
浅谈如何提高煤层气钻井质量的技术
浅谈如何提高煤层气钻井质量的技术1 前言煤层气是一种赋存在煤层中、以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，俗称瓦斯。
当煤层气的主要成分甲烷在空气中的浓度达到5%-16%时，遇明火便会爆炸，因此，它一直被看作是煤矿开采过程中的危险气体。
但如果将其利用起来，则是一种优质能源和重要的化工原料。
煤层气钻井工艺与石油钻井工艺基本类似，都是在井眼钻成之后，全井下生产套管，固井，最终达到采气的目的。
煤层气钻井技术具有一定的难度，如何有效避免煤岩体的伤害，提高煤层气钻井的质量，是众多勘探人员面临的首要难题。
2 煤层气钻井中的关键技术问题2.1井斜控制井斜指的是实钻井眼对设计铅锤井眼的偏离。
井斜的不合理控制会带来键槽卡钻、起下钻遇阻、井壁坍塌；钻柱磨损套管；钻杆接头损坏；下套管困难，影响固井质量等众多不良后果，也就是说井斜对后续施工有极大的影响。
因此，钻井质量中的井斜有着极其严格的要求：当井深达到500m时，井斜控制在0到1.0度间为优质；1.0到2.5度为合格；2.5到3.0度为不合格；超过3.0度则为报废。
因此，井斜的控制是煤气层钻井施工的一个关键环节。
造成井斜控制不当的原因涉及多个方面的原因，例如：钻机的安装不当、钻具组合的不恰当、开钻钻进参数的不合理、松软地层中没有控制地尺不当或者单点测斜的滞后等。
2.2钻井液固相控制钻井液固相控制是指在保存适量有用固相的前提下，尽可能地清除无用固相，它是实现优化钻井的重要手段之一。
在煤气层钻井施工中，一开对钻井的液性可以不做要求，以确保钻井生产正常进行为基本原则。
但从二开起，必须采用清水钻进，在进入煤系地层之后，更是有一系列要求：粘度23-25s、密度 1.02-1.04g/cm3、pH值7.5-8、含沙量<0.5%。
在煤层钻进时，为了避免对煤层产生伤害，更是将钻井液密度严格控制在1.01～1.03g/cm3之间。
《2024年鄂尔多斯盆地东缘深部(层)煤层气勘探开发理论技术难点与对策》范文
《鄂尔多斯盆地东缘深部(层)煤层气勘探开发理论技术难点与对策》篇一鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气勘探开发理论技术难点与对策一、引言鄂尔多斯盆地作为我国重要的能源资源基地，其东缘深部煤层气资源丰富，开发潜力巨大。
然而，随着勘探开发的深入，所面临的挑战和难点也日益凸显。
本文将针对鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气勘探开发过程中所遇到的理论技术难点进行详细分析，并提出相应的对策。
二、鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气概况鄂尔多斯盆地东缘地处我国黄土高原地区，煤层赋存条件复杂，煤层气资源丰富。
然而，由于地质构造复杂、煤层埋藏深、储层非均质性强等因素，使得深部煤层气的勘探开发面临诸多挑战。
三、理论技术难点1. 地质构造复杂鄂尔多斯盆地东缘地质构造复杂，煤系地层褶皱、断裂发育，导致煤层气赋存状态难以预测。
同时，煤层与围岩的相互作用关系密切，对煤层气的生成、运移和保存具有重要影响。
2. 煤层埋藏深深部煤层埋藏深度大，地应力高，导致钻井工程难度大，易发生井漏、塌孔等工程事故。
此外，深部煤层气储层压力高，对储层保护和排采控制提出了更高的要求。
3. 储层非均质性强煤层气储层非均质性强，导致储层渗透性差异大，给煤层气的开采带来了困难。
同时，煤层气储层的物性参数变化范围大，对开发参数的选择和优化提出了更高的要求。
4. 勘探开发技术不成熟目前，针对鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气的勘探开发技术尚不成熟，缺乏有效的勘探手段和开发技术。
此外，现有技术难以满足高产量、低成本、环保等要求。
四、对策与建议1. 加强地质研究针对地质构造复杂的问题，应加强地质研究，深入分析煤系地层褶皱、断裂等地质构造特征，掌握煤层气的赋存状态和运移规律。
同时，应加强煤层与围岩的相互作用关系研究，为勘探开发提供依据。
2. 优化钻井工程针对煤层埋藏深的问题，应优化钻井工程设计，采用合适的钻井工艺和设备，提高钻井效率和安全性。
同时，应加强储层保护技术研究，防止井漏、塌孔等工程事故的发生。
煤层气钻井水平井施工的难题及对策
煤层气钻井水平井施工的难题及对策作者简介：张鹏展（１９８４－），男，河南滑县人，本科，钻探工程师，研究方向：勘查技术与施工㊂张鹏展（河南省煤田地质局四队，河南郑州４５０００３）摘㊀要：作者根据自己在生产实践中摸索出来的经验，从三个方面对煤层气钻井水平井施工中的难题及对策提出了自己的看法：在造斜阶段，要特别注意托压问题，煤层着陆点问题；在煤层水平段钻进时，要严防触底触顶问题，在薄煤层中钻进轨迹应尽量处在煤层中下部，要管理好钻井液，注意控制钻时；在脆性煤层中钻进时，要确保钻进时钻井液性能合理；要一丝不苟地照章操作，以免因操作过猛引起煤层井壁失稳和压裂煤层；要控制好钻压，采取复合钻进和定向钻进相结合的方式循序钻进㊂关键词：煤层气钻井；水平井；难题及对策中图分类号：ＴＥ２５文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１９）０２－００９３－０２１㊀引言水平井系指井斜角达到或接近９０ʎ，井身沿着水平方向钻进一定长度的钻井㊂一般来讲，水平井可以增加目的层长度，增大泄油㊁泄气面积，数倍地提高油㊁气产量㊂由于煤层气水平井单井产量高，成本回收快，有直井不能替代的优势和潜力，我国各涉足煤层气的企业都在积极筹划采用水平井开发煤层气，水平井技术必将成为开发煤层气的主要技术手段之一㊂近几年来，我单位先后在山西沁水及陕西延安等几个区块施工数十口煤层气水平井，对于水平井施工中的一些难点和应对措施具有比较成熟的经验㊂２㊀造斜阶段的难题及对策造斜，顾名思义是指从设计好的造斜点开始，使钻头按照预定的轨迹偏离井口铅垂线而进行倾斜钻进的过程㊂在水平井钻井中，造斜段钻进是关键的一环㊂而在这一环节，极易出现以下问题，若不加以预防，将使施工困难：（１）托压现象㊂由于井眼轨迹以及各种阻力的原因使钻具加压后，压力很难传递到钻头；综合录井仪器及指重表显示，在钻压不断增加时，钻头的位置不变，没有进尺，泵压不升高㊁不憋泵，在钻压继续增加时可能会突然憋泵㊂托压一方面影响正常的定向施工，另一方面如操作不当易产生卡钻㊂为预防和解决这一问题，需采取以下措施：一是加强井眼轨迹的控制，最有效的措施是简化钻具结构，减少钻铤的数量，增加加重钻杆的数量，降低钻具的刚性，减少钻具与泥饼的接触面积防止托压和黏卡㊂二是加强净化包含加强泥浆的携砂性能和固控设备的使用，并加强短起下作业破坏井壁岩屑床㊂三是钻井液要具有良好的润滑性能㊂为此，必须减小钻井液的失水及含砂量㊂实钻中，及时加入降失水剂㊁防塌剂㊁润滑剂以提高钻井液的润滑和防卡性能㊂同时，还根据孔内情况，及时跟进ＣＭＣ，加入多元共聚物，以提高钻井液的黏度和携岩性能㊂通过这些措施，以达到钻井施工中 造斜后全面实施减阻防卡措施 的要求，保证造斜段的顺利施工㊂（２）严格按照设计规程施工㊂钻达造斜点时，司钻必须严格按照定向设计的要求操作，操作要平稳，不要提前加压，以免导致造斜失败㊂要选用合适的螺杆钻进，不发生因造斜率不够而起钻换螺杆情况㊂同时，在造斜过程中要认真检查定向仪器及动力钻具性能，以保证达到定向段的机械转速㊁井斜和方位的要求㊂（３）找准煤层着陆点㊂着陆点是造斜段的关键工序，钻遇标志层时与录井队沟通好，观察岩屑㊁钻时㊁气测等变化，做好地层对比，修正着陆轨迹㊂造斜钻进过程中，定向段使用ＭＷＤ仪器（井斜㊁方位㊁随钻伽玛等项目），水平段使用ＬＷＤ（方位伽玛㊁电阻率／类电阻信号值㊁井斜㊁方位㊁立管压力㊁钻速等），来完成导向要求㊂钻进时，地质导向人员加强地层对比分析优化井眼轨迹使用，提前作出地质预告并通知造斜人员，以便造斜人员及时微调轨迹㊂遇到井下情况异常，现场造斜人员可及时与甲方现场监督人员沟通，调整技术措施㊂３㊀水平钻进阶段的难题及对策煤层水平钻进是整个钻井施工的关键环节，能否顺利钻达目的点位并下入筛管，直接决定了钻井施工的成败㊂此阶段应注意以下几个方面：（１）触顶与触底现象㊂在煤层进行水平钻进中，有时煤层会突然不见了，而按照所掌握的地质资料是不应３９该出现这种情况的，这就是触底或触顶现象㊂一旦遇到这种情况，就要及时退回，侧钻重新定向（亦即新孔Ｍ２）㊂此刻，操作人员必须按监督人员㊁定向人员的指令，平稳操作，不能出现溜钻㊂在开始划眼时，一定要控制在１００ｍｉｎ／ｍ的速度钻进㊂同时要严格控制泵压（以８ １０ＭＰａ为宜）㊂从第２ｍ开始时（此时仪器显示微弱钻压），控制在５０ ６０ｍｉｎ／ｍ的速度，钻进３ ５ｍ时，一般就会出现钻压㊂从１０ｍ左右之后，控制在１０ １５ｍｉｎ／ｍ；钻进２０ ３０ｍ，则证明Ｍ２已经得到巩固，重新定向成功，方可正常钻进（３ ４ｍｉｎ／ｍ）㊂（２）遇到煤层厚度较薄㊁倾角急变时，则容易进入顶板灰岩和底板泥岩层位，导致进尺变慢，影响钻进速度㊂遇到此种情况，钻进轨迹应尽量处在煤层中下部，同时要勤调㊁微调井斜，保证轨迹平滑和煤层钻遇率，尽量少出煤或者不出煤，避免进入顶㊁底板，造成后期施工相对的复杂㊂（３）使用好钻井液㊂水平井钻进中，钻井液中使用瓜胶㊁黏土稳定剂和杀菌剂，泥浆密度１．０２ １．０４ｇ／ｃｍ３，黏度４５ ５３ｓ㊂此环节中的关键在于控制钻井液失水，确保岩屑能及时带出地面，保证煤层不会由于泥浆的渗透而造成垮塌，为快速钻进提供安全保障㊂钻进施工人员应坚守岗位，加强坐岗，认真观察记录井口钻井液返出情况和振动筛煤屑返出情况，认真观察记录钻井液总量㊂后期扭矩增大（５ ６ｋＮ㊃ｍ），完钻起钻前及时跟进润滑剂，减小井壁摩阻，保证筛管顺利下入㊂（４）在煤层段水平钻进过程中，钻进时间过长时应活动钻具，防止黏卡钻具㊂同时，在煤层中钻进，由于地层易跨塌㊂所以，在煤层钻进时，钻至８００ｍ左右及时控制钻时，以利于带砂㊂４㊀脆性煤层中钻进的难题及对策由于断层的作用，使得一些煤层比较脆，而且存在互相垂直的天然裂缝，而这种脆性地层中钻进极易引起井下垮塌㊁卡钻等复杂事故，甚至井眼报废㊂因此，在这种煤层中的水平钻进，特别要抓好以下几点：（１）确保钻进时钻井液性能合理，其黏度保持在４０ｓ以上，并在钻井液内加入防塌材料，要求固控设备（除泥器㊁除砂器㊁振动筛㊁离心机）使用率达１００％㊂控制好泥浆的固相含量，勤探锥形灌的沉砂，一旦沉砂较多，及时清灌㊂泥浆工要坚持坐岗，确保钻进的正常运行㊂（２）一丝不苟地照章操作㊂起下钻时，严禁操作人员速度过快，杜绝野蛮操作㊂每次起下钻时，监督人员都要在钻台盯守㊂遇到起钻困难的点㊁井段，都要处理顺畅后再继续起钻㊂每次开泵须缓慢，先将柴油机转速调至最低，再逐步达到正常值，避免压力激动造成煤层井壁失稳和压裂煤层㊂在下筛管时若有遇阻情况，要及时汇报并采取合理的措施使之顺畅后方可继续进行㊂（３）控制好钻压，在煤层中水平钻进时，钻压控制在２ ３ｔ㊂同时要防止托压，采取复合钻进和定向钻进相结合的方式循序进行，每加一根９ｍ的钻杆前４ｍ定向钻进，后５ｍ复合钻进，如此反复依次进行㊂５㊀结语对于煤层气钻井水平井施工的难题，主要从以下３个方面解决：（１）造斜阶段，一是要预防托压很关键，发现问题，及时解决；二是随时关注着陆轨迹，找准煤层着陆点㊂三是要精心操作，保证斜率复合要求㊂（２）在煤层中水平钻进时，一是要严防触底触顶问题；二是在薄煤层中钻进轨迹应尽量处在煤层中下部；三是要管理好钻井液；四是注意控制钻时㊂（３）在脆性煤层中钻进时，一是要确保钻进时钻井液性能合理；二是要一丝不苟地照章操作，以免操作过猛引起煤层井壁失稳和压裂煤层；三是控制好钻压，采取复合钻进和定向钻进相结合的方式循序钻进㊂参考文献：［１］㊀郭元恒，何世明，刘忠飞，等．长水平段水平井钻井技术难点分析及对策［Ｊ］．石油钻采工艺，２０１３（１）：１４－１８．［２］㊀魏殿举．川西地区中浅水平井钻井难点与对策［Ｊ］．钻采工艺，２０１５（２）：１０５－１０７．［３］㊀邓增库，左洪国，夏景刚，等．冀东油田水平井钻井液技术［Ｊ］．钻井液与完井液，２００５（４）：７２－７３．４９。
第六章 煤层气钻井完井工艺技术
5.1 煤层的钻井完井特点
钻井液中不同粒径的固体颗粒，特别是其中的微粒和胶体颗粒
会沿着煤层的割理和孔隙进入煤层，对煤层气的运移通道产生填充
和堵塞。
（4）强亲水伤害
煤层气储层的低孔隙度、低渗透率、强亲水性、大比表面积，
造成了高束缚水饱和度。 在储层原始状态下，原始含水饱和度一般低于束缚水饱和度。 当使用水基钻井液将煤储层打开时，很强的毛细管作用力使地层强 烈吸水，而正压差作用下的渗流则加剧了水侵深度，直到储层吸水 达到束缚水饱和度为止。
◆在巷道打的水平轴放瓦斯井；
◆从地面先打直井再造斜，沿煤层钻水平井（排泄井）。
5.2 煤层气钻井完井分类及程序
垂直井是从地面打直井穿过煤层进行采气，是主要的钻井 方式。对直井的分类见表5-1。
钻井类别 埋深
种类 单煤层和多煤层井 资料井、试验井（组）和监测井 浅煤层井和深煤层井
由于煤杨氏模量小，泊松比高，天然割理及节理发育，使煤的抗拉、 抗压强度比较低。
（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在煤 层气的孔隙喉道上，钻井液滤液的侵入又可能发生各种敏感性反应。
（3）固相伤害
钻井液中所含固相颗粒分为粗粒（大于2000 μm ）、中粗粒（2502000 μm ）、细粒（44-250 μm ）、微粒（2-44 μm ）和胶体颗粒（小 于2 μm ）。
5.1 煤层的钻井完井特点
2、煤层气钻井完井中常出现的问题
（1）井壁稳定性差，容易发生井下复杂事故
由于煤层气机械强度低，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，易发生井壁坍塌、井漏、起下钻遇卡甚至埋 掉井眼等复杂事故。
（2）煤层易受污染，保护措施难度大
浅谈煤层气参数井钻井施工难点与对策
中国西部科技２０１１年０９月（上旬）第１０卷第２５期 总 第２５８期浅谈煤层气参数井钻井施工难点与对策王世光（安徽省煤田地质局第三勘探队，安徽 宿州 ２３４０００） 摘 要：煤层气作为一种清洁新能源，开发前景十分广阔。
钻井取心获取目的煤层的储气参数与煤层气的地质储量，是 施工煤层气参数井的目的。
但煤层气参数井在钻井中对井身质量、钻井液、取心质量等指标要求高，施工难度大。
通过 设备与机具的选配，选择钻具组合，钻井参数，保证了井身质量；根据不同地层段选择钻井液类别，确保井壁稳定又对 煤储层起到保护作用；使用绳索式取心工具，取煤时采用低钻压、低转速、低排量、低泵压的“四低”参数钻进，合理 的割心方式，可提高煤心的收获率，钻井质量达到验收标准。
关键词：煤层气；井身结构；技术要求；设备机具；钻井液；取心 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－６３９６．２０１１．２５．００４ 煤层气，俗称煤矿瓦斯，是一种以吸附形式存在于煤 层中的非常规天然气。
煤层气一直是煤矿开采的一害，因 此对煤层气的开采不仅可以减少瓦斯对煤矿安全生产带来 的灾害，同时煤层气又是可开发利用的一种清洁、高效的 新能源，市场前景十分广阔。
施工煤层气参井的目的是通过取心钻井获取区块内目 的煤层的埋深、厚度；煤岩及煤质特征；割理及裂隙发育 程度；含气量、含气饱和度、等温吸附曲线；渗透、储层 压力、地应力；煤层顶底板岩石物理力学性质等参数，从 而计算出目的煤层的储气参数、煤层气的地质储量，为煤 层气商业开发提供依据。
下面以我单位在晋城潘庄项目施 工的一口煤层气参数井为例，谈谈煤层气参数井钻井施工 的难点与对策。
１ 地层情况及技术要求 １．１ 地层 钻井钻遇地层自上而下为：（１）第四系为坡积红色或 黄色粘土层，夹有姜结石薄层，底部为砾石层与下伏地层 呈不整合接触，厚约３０ｍ。
（２）二叠系上统上石盒子组由 砂岩、粉砂岩及泥岩组成，底部的Ｋ１０粗砂岩全区稳定，为 下石盒子组分界标志层，与下伏地层呈整合接触，本组地 层厚约４０５ｍ。
煤层气开发现状与开发技术难点分析
煤层气开发现状与开发技术难点分析作者：龚齐森来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第09期摘要：针对煤层气的开发问题，结合我国煤层气的开发情况，本次研究首先对煤层气的开发现状进行深入分析，在此基础上，对煤層气开发的技术难点进行深入探讨，为煤层气的进一步开发奠定基础。
研究表明：我国的煤层气含量相对较高，但是由于在煤层气开发方面缺乏关键性的技术，所以煤层气的开发难度相对较大，相关人员需要加大煤层气研究力度，为煤层气的高效开采奠定基础。
关键词：煤层气;开发现状;开发技术;难点分析;迁移机理目前，国际范围内的常规天然气的数量不断减少，这就需要我们从常规天然气向非常规天然气的方向发展。
煤层气就属于一种非常规天然气，该种类型能源的主要成分也以甲烷为主，由于该种类型能源和常规天然气在储存方面存在较大的差别，因此，开发该种类型能源的难度相对较大[1]。
针对煤层气的开发问题，本次研究在对我国煤层气开发进行大量调研的基础上，对其开发现状进行深入分析，对其开发难点问题进行研究，为煤层气的进一步开发和利用奠定基础。
1 煤层气开发现状分析对于煤层气而言，在储存量方面我国处于全球的第三位置，仅次于加拿大和俄罗斯。
在地层深度2000m以内，我国该种能源的储量达到了36.8×1012m3，我国常规天然气的含量仅有38×1012m3，由此可见，我国常规天然气的含量与煤层气的含量基本一致，这些煤层气的分布相对较广，在我国的24个省市区域内均有分布，在所有煤层气中，可以开发的煤层气占所有煤层气的60%左右，由此可见，煤层气将会成为我国能源发展的下一个目标。
在我国政府的相关规划中，到2020年底，我国煤层气的开发量将达到1×1010m3，进而可以在全国范围内形成一个煤层气的产业体系，进而使得我国的能源压力可以得到一定的缓解[2]。
在煤层气的研究方面，我国的起步相对较晚，截止目前为止，我国对于该方面的研究主要可以分为三个阶段。
煤层气钻井工程中几个重点技术问题的探讨(副本)
收稿日期：２００７－１１－１１ 作者简介：包贵全（１９５５－），男（蒙古族），黑龙江鸡西人，东北煤田地质局副局长、高级工程师，钻探工程专业，从事勘探管理工作，辽宁省沈阳市沈河区盛京路２４号，ｄｍｄｚ＠１６３．ｃｏｍ。
煤层气钻井工程中几个重点技术问题的探讨包贵全（东北煤田地质局，辽宁沈阳１１００１１）摘 要：论述了煤层气钻井过程中储层保护及钻井液技术，煤层气堵漏技术，煤层气井取心技术，煤层气固井技术等问题。
关键词：煤层气；钻井；钻井液；堵漏；取心；固井中图分类号：ＴＥ２４９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２－７４２８（２００７）１２－０００４－０５ＳｔｕｄｙｏｎＳｏｍｅＦｏｃａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｒｏｂｌｅｍｓｏｆＤｒｉｌｌｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｏｒＣｏａｌＢｅｄＭｅｔｈａｎｅ／ＢＡＯＧｕｉ－ｑｕａｎ（ＮｏｒｔｈｅａｓｔＣｏａｌｆｉｅｌｄＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒｅａｕ，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉａｏｎｉｎｇ１１００１１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｄｒｉｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅ，ａｎｄｔｈｅｌｏｓｔｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｏｒｉｎｇ，ｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｓｗｅｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅ；ｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇ；ｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｌｏｓｔｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；ｃｏｒｉｎｇ；ｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ 我国的煤层气市场前景广阔，资源潜力大，勘探开发技术不断进步。
但由于我国煤层气地质条件的复杂性，这就要求在钻井工程技术方面不断提高，以适应煤层气市场开发的需要。
下面仅就煤层气钻井工程的几个重点技术环节谈谈笔者的认识。
１ 储层保护及钻井液技术煤储层被钻开后，就会破坏原有的平衡状态，井筒内的固相、液相侵入储层与地层内的固相和液相发生各种物理、化学变化，使储层的有效渗透率受到不同程度的伤害。
煤层气井空气钻井条件下地质录井面临的新问题及解决方法
煤层气井空气钻井条件下地质录井面临的新问题及解决方法
煤层气井空气钻井条件下地质录井面临的新问题及解决方法
煤层气空气钻井技术有利于保护煤层的原生结构,提高产气量,在大幅度提高钻井效率的同时,也给判别地层岩性和准确判断煤层层位等录井工作带来了新的问题.结合山西沁水煤田晋城煤层气勘探开发应用情况,介绍了空气钻井技术在岩屑捞取、气测录井中的气体采集与过滤以及SMY-2型岩屑伽马监测仪的应用情况,提供了岩屑迟到时间的理论计算与实际测量方法、地层出水的判别及出水量大小的分类方法及空气钻井气测录井的净化流程.
作者：林洪德邢立杰 Lin Hongde Xing Lijie 作者单位：中煤地质工程总公司北京大地特勘分公司,北京,100073 刊名：中国煤炭地质英文刊名：COAL GEOLOGY OF CHINA 年，卷(期)：2009 21(z1) 分类号：P634.5 关键词：煤层气空气钻井流程地质录井。
晋城矿区穿采空区煤层气钻井技术难点及对策探讨
空3
1.2 主要施工难点及技术措施
①采空区裂隙发育，工程地质条件复杂，钻遇时容易
锤钻井工艺施工煤层气穿采空区井，可有效解决因晋城矿区#3 煤层采空后顶板垮落造成裂隙较大、井漏及井
涌等难题；利用气体压力变化，可清除井内岩屑，防止坍塌掉块造成卡钻、埋钻事故；钻进时，通过调整注水
量，实现岩屑、水、气自然分离，可有效防止采空区煤自燃，消除井口返渣扬尘，提高钻井效率，降低生产成本，
实现下部 15#煤层煤层气抽采。
关键词：煤层气采空区；钻井；晋城矿区
中图分类号：TE37
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2019）14-0086-03
Technical Difficulties and Countermeasures of CBM Drilling
Through Goaf in Jincheng Mining Area
LI Guohong （The No.2 Team of Henan Coalfield Geological Bureau，Luoyang Henan 471023）
Abstract: This paper mainly studied and analyses the technical difficulties and countermeasures of CBM drilling through goaf in Jincheng mining area. Through analysis, it can be concluded that the application of air DTH hammer drilling technology in the construction of coal bed methane through goaf wells can effectively solve the problems of large fissures, well leakage and well gushing caused by roof collapse after goaf mining in Jincheng mining area. By ad⁃ justing the water injection rate, the natural separation of cuttings, water and gas can effectively prevent spontaneous combustion of coal in goaf, eliminate dust and slag return at wellhead, improve drilling efficiency, reduce production costs, and realize the extraction of coalbed methane from lower 15 # coal seam. Keywords: CBM；goaf；drilling；Jincheng mining area
煤层气勘探与开发中的技术创新与应用研究
煤层气勘探与开发中的技术创新与应用研究一、引言煤层气作为一种重要的非常规能源资源，其勘探与开发具有重要意义。
随着全球能源需求的增长以及石油和天然气资源的逐渐枯竭，煤层气被认为是未来能源发展的重要选择之一。
本文旨在探讨煤层气勘探与开发过程中的技术创新与应用研究。
二、煤层气勘探技术创新与应用1. 三维地震勘探技术传统的地震勘探技术在煤层气勘探中应用受限。
为了有效提高地震勘探的精度和效率，在煤层气勘探中引入了三维地震勘探技术。
该技术通过获取多种角度和多层次的地震数据，能够更准确地识别煤层气储层的分布情况，为后续开发提供了精确的地质预测依据。
2. 储层分布预测技术煤层气的储层分布情况对于勘探与开发的成功至关重要。
传统的储层分布预测方法主要基于钻井数据和地质模型，但受制于钻井数量和地质构造的复杂性，其预测精度有限。
为了提高储层分布预测的精确性，煤层气勘探中引入了地震、地磁、电磁等非钻井勘探技术。
这些技术通过测量煤层气地下储层的物理特性，能够得到更准确的储层分布情况，为后续的开发工作提供了重要的依据。
三、煤层气开发技术创新与应用1. 煤层气井钻井与完井技术煤层气的开发首先需要进行钻井与完井作业。
传统的钻井与完井技术在煤层气勘探中存在一些问题，如易造成煤层地层损害、难以控制煤层气开采速度等。
为了解决这些问题，煤层气开发引入了水平井、双重完井和压裂等技术。
这些技术通过改进井筒结构和提高工程施工质量，能够有效减少煤层地层损害，提高煤层气产能。
2. 煤层气增产技术为了提高煤层气的产能，煤层气开发中还引入了一系列增产技术。
其中包括煤层瓦斯抽采技术、煤层瓦斯利用技术、煤层瓦斯净化技术等。
这些技术通过改善煤层气采收、净化和利用流程，能够有效提高煤层气的产能和利用效率，实现绿色高效开发。
四、煤层气勘探与开发技术创新的发展趋势1. 与智能化的融合随着人工智能和大数据技术的快速发展，智能化已成为煤层气勘探与开发技术创新的重要趋势。
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前言
煤层气又称煤层甲烷,是一种优质高效清洁能源。
凭借良好的安全效益、环保效益和经济效益，煤层气的勘探开发已在国际上引起广泛的关注。
我国煤层气资源十分丰富,但是目前我国的天然气勘探开发还处于起步阶段。
中原钻井通过多年的攻关研究和试验，形成并掌握了一整套适合煤层气的钻井完井工艺技术，其内容包括：煤层造穴技术、连通技术、煤层井眼轨迹控制技术、水平分支井技术、充气欠平衡钻井技术、煤层绳索取心技术、煤层气完井技术、煤储层保护技术、煤层气井完井技术等。
一、煤层气井钻井完井的特殊性
煤层气钻井完井技术是建立在煤层地质力学性质及开采要
求基础之上的。
煤层具有不同于其他储层的特殊地质特性表现在以下几个方面：
1、井壁稳定性差，容易发生井下复杂故障。
煤层机械强度低，裂缝和割理发育，均质性差，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、卡钻甚至埋掉井眼等井下复杂。
2、煤层易受污染，实施煤层保护措施难度大。
煤层段孔隙压力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒及滤液的污染；但在钻井完井过程中，为安全钻穿煤层，防止井壁坍塌，又要适当提高钻井液完井液的密度，保持一定的压力平衡。
这就必然会增加其固相含量和滤失量，加重煤层的污染。
因此，存在着防止煤层污染和保证安全钻进的矛盾，从而使实施煤层保护较油气层更为困难。
3、煤层破碎含游离气多，取心困难。
煤层机械强度低，一般煤层取心收获率低，完整性差。
而且煤层气井都是选择在含气量较高的煤区，割心提升时，随着取心筒与井口距离的缩短，煤心中游离气不断逸出，当达到一定值时会将煤心冲出取心筒，造成取心失败。
4、煤层气井产气周期长，对井的寿命要求高。
煤层气主要是吸附在煤层缝、隙表面上的吸附气，它的产出规律与天然气正好逆向，须经过较长时间的排水降压后才慢慢地解吸。
据有关资料介绍，煤层气井少可供开采20年以上，因此对井的寿命要求特别高。
二、煤层气井钻井技术
1、煤层造穴技术
为了易于实现水平井与洞穴井在煤层中成功对接并且建立气液通道，需要在洞穴井的煤层部位造一洞穴，洞穴的直径一般为0.8～1.5m，高为2～5m。
目前有两种造穴方式，即水力造穴和机械工具造穴。
水力射流造穴法利用了高压水射流破碎岩石的能力，施工中用钻具把特殊设计的水力射流装置送入造穴井段，开泵循环，使循环钻井液经过小喷嘴时产生高压水力射流，破坏煤储层，形成洞穴。
机械工具造穴法利用了机械切削的原理，用钻具把特殊设计的机械装置送入造穴井段，然后通过液压控制方式使造穴工具的刀杆张开，并在钻具的带动下旋转，切削储层,形成满足实际需要的洞穴。
2、井眼轨迹控制技术
煤层气多分支水平井定向控制的主要参数包括：井斜角、方位角、垂深。
为了很好地将井眼轨迹控制在煤层中，采用地质导向技术进行井眼轨迹适时监测与控制。
首先利用前期地震的资料建立区块的地质模型，然后利用从LWD随钻监测到的储层伽玛、电阻率参数来修正地质模型并调整井眼轨迹。
另外，定向工程师可以结合综合录井仪实时监测到的钻时和泥浆返出的岩屑，判断钻头是否穿出煤层。