煤层气井固井技术的研究
煤层气水平井钻井工艺分析与技术改进研究
煤层气水平井钻井工艺分析与技术改进研究摘要：近年来，随着中国煤层气开采的发展，新储层日益复杂，老煤层气田发展的困难也越来越大。
进一步提高老煤层气田发展效益，合理发展边际油地面积和提高油气采收率，是中国石油工业的共同目标。
近年来，在中国新发现的低渗透储量已占据全国新探明储量的50%以上。
应增强中国低渗透新探明储量的发展优势，大大提高单孔生产率。
实现低渗透率煤层的合理开发利用，实现国民经济的基本能源需求，是发展中国深煤层气产业的一个迫切任务。
本文对煤层气水平井钻井工艺分析与技术改进进行分析，以供参考。
关键词：煤层气；水平井；钻井工艺；研究引言水平井钻井技术是煤层气高效抽采的关键技术之一。
中国的煤层气钻井技术主要借鉴引用油气开发钻井工艺，随着当前钻井技术的不断发展，水平井钻井技术体系已取得长足进步，尤其是在井眼轨道、井身结构、井眼轨迹和井眼稳定性影响因素探究等方面，技术工艺和参数优化水平有了很大的提升。
但对于煤层气开发，上述技术改进大部分基于工程技术研究方面，很少有基于煤层气开发原理的技术研究，因此有必要基于煤层气水平井井型设计，研究综合各类煤层气水平井井型的优点和缺点，针对性提出配套钻井工艺参数优化方法，提高煤层气水平井抽采效率。
1水平井分段压裂工艺研究1.1水力喷射分段压裂工艺水力喷射分段压裂是一种集射孔、水力压裂、封隔于一体的新型增产技术。
该工艺通过特殊套管爆破和岩石成孔等手段产生高速流体。
工作面流体压力大于破裂压力，形成单向主裂纹。
实际施工中会泵送少量的橡胶液，若确定载体溶液与喷嘴之间的距离，则孔数会迅速增加。
在注塑成型、密封圈关闭几分钟后，根据密封圈的设计性能或最大密封圈压力下的最大允许泵速，从密封圈中去除橡胶。
此时应根据设计排砂量和磨管内砂浓度对混合砂进行破碎。
第一次研磨后，调整钻具，使喷嘴对准下一次挤压和喷射研磨的位置，然后进行分级研磨。
根据需要，在不同裂缝尺寸的水平井中，可通过单根管线进行水力浇筑，并可以精确控制水平井的水力裂缝位置。
煤层气井固井工艺新技术
300克=水泥：粉煤灰=1：2 2.5 465 1.39 34 49-50° 4：07 4：28 21 4：08 4：31 23 3：55 4：16 21 3：39 3：58 19 3：22 3：48 26 2：54 3：07 13 2.5 445 1.43 33 2.5 415 1.47 32 2.5 380 1.50 30.5 2.5 350 1.55 29 2.5 320 1.59 27
表7返至300m以上成本核算
水泥成本（元） 7.06×700=4942 水泥+粉煤灰成本（元） 3.74（水泥）×700+3.74（灰）×100=2992 早强剂成本（元） 合计（元） 0.025×8000=200 1750
成本控制
如果全部封固段均采用混浆，上部250m用1：2（水泥：粉煤灰），下部200m用1： 1（水泥：粉煤灰）进行计算，单井可以节约成本5000-7000元左右。 表8
室内试验
表2 粉煤灰室内试验（水泥：粉煤灰=1：1）
编号 水灰比
1 2 3 4 5 6
0.68
0.58
0.51
0.68
0.58
0.51
水泥重量/g 添加剂/% 总液量/ml 比 重/g/cm3 流动度/mm 养护温度 初凝时间/h 终凝时间/h 间隔时间/min
300克=水泥：粉煤灰=1：1 2.5 410 1.50 29 49-50° 4：50 5：10 20 4：25 4：43 18 4：03 4：29 26 2.5 370 1.53 25.5 2.5 345 1.57 22
简介
根据煤层气井的特点，从现场应用 和成本考虑，试验成功了“穿鞋戴帽， 留出煤层”的固井新工艺。该方法是将 常规固井时煤层段的水泥浆用一种高浓 度盐溶液代替，添加一定的隔离液，使 水泥浆结合面无混浆段。固井时，只需 要计算好分段水泥浆量和煤层段盐溶液 量即可。该方法简单易行，极大程度上 保护了煤层，可以在煤层气固井中推广 应用。
煤层气固井技术及增产措施
06
煤层气固井技术及增产措 施的未来展望与建议
未来发展趋势预测
1 2 3
煤层气固井技术将不断升级
随着科技的不断进步，煤层气固井技术将不断升 级，采用更高效、更环保、更低成本的技术手段 ，提高煤层气开采效率。
智能化技术应用
未来煤层气固井技术将更加注重智能化技术的应 用，实现实时监测、自动化控制和远程管理，提 高生产效率和安全性。
高吸附性
煤层气储层具有高吸附性 ，对气体分子的吸附作用 较强。
裂隙发育
煤层中存在大量的裂隙， 这些裂隙对煤层气的流动 和开采具有重要影响。
煤层气固井技术的原理
保护煤层
固井技术的主要目的是在煤层上 形成一层水泥环，以保护煤层不 受外界环境的影响，同时防止气
体渗透。
防止裂隙沟通
通过在煤层之间形成水泥环，固井 技术可以防止上下煤层之间的裂隙 沟通，保持煤层的独立性。
提高气藏稳定性
固井技术可以增强煤层气的稳定性 ，防止气体在开采过程中过早解吸 。
煤层气固井技术的分类
全水泥固井
在煤层之间注入水泥，以完全隔 离上下煤层，防止气体渗透。
套管固井
在煤层之间插入套管，并在套管 与煤层之间注入水泥，以保持煤
层的独立性。
尾管固井
在煤层上方插入尾管，并在尾管 与煤层之间注入水泥，以防止气
02
技术适用性
除上述三种增产技术外，还有水力喷射增产技术、脉冲增产技术、地 热增产技术等多种煤层气增产技术。
不同的增产技术适用于不同的煤层条件和生产阶段，需要根据实际情 况选择合适的增产技术。
05
煤层气固井技术及增产措 施的应用实例
应用实例一：某地区煤层气开发项目
总结词
成功应用，增加煤层气产量，提高采收率。
浅谈煤层气固井技术
浅谈煤层气固井技术摘要：我国的煤层气资源十分丰富，但开发利用刚刚起步。
煤层与一般的油气层相比，具有埋藏浅，微孔隙和裂缝发育，煤层的机械强度和孔隙度较低，易坍塌，易污染。
文章根据煤层气井的特点，介绍了一般油气井固井与煤层气固井的区别、煤层气固井的特点及难点，总结了目前煤层气固井存在的主要问题。
关键词：煤层气固井固井质量水泥添加剂一、煤层气固井技术研究1.煤层气井的特点1.1煤层埋藏浅，一般在300~1500m之间，井底温度及压力低，远远小于油气井的井底温度与压力。
煤层孔隙及割理发育且具有双重孔隙结构，其微孔和超微孔的体积约占50％以上(孔隙内表面积高达200~400m2/g煤)，吸水后易产生井壁垮塌、漏失，并造成孔隙堵塞。
1.2煤层孔隙压力梯度一般小于0.01MPa/m,属于低压地层地层压力系数变化规律性差，很难预测，难以平衡压力固井。
1.3煤层微孔隙发育，割理多，非均质性强，机械强度低，力学稳定性差，在外力作用下极易破碎。
该特点在钻井上极易引起煤层的坍塌。
破碎，导致井径扩大率偏大。
1.4煤储层存在渗透性滞后现象。
煤层的渗透性低，孔隙压力低，钻井和固井过程中平衡压力大，煤层极易受到伤害。
2.煤层气固井的特点和难点2.1煤层的空隙压力梯度和破裂压力梯度低，水泥浆密度比钻井液密度（1.03~1.10g/cm3）高得多。
煤层气井封固段一般为600~1200m，水泥浆一般要求返出地面由于封固段长，固井过程中易形成高的过平衡压力，很容易发生漏失。
一方面水泥浆低返，影响固井质量；另一方面水泥浆渗入煤储层，对煤层造成很大伤害。
2.2煤层气井一般采用二开结构，用0215.9mm钻头钻开煤层，下入0139.7mm 生产套管。
固井时替浆量少，除压塞液外，一般井替浆量只有5~11m3，注水泥完毕即有一般体积以上水泥浆进入环空，如此少的替浆量，固井根本无法实现紊流顶替。
受设备及井下条件限制，固井时也根本达不到稳流顶替的排量。
煤层气井固井技术的探讨
性强 ， 机械强度低 ， 力学稳定 性差 ， 在外力作 用 下极 易 破碎 。该特点在钻井上极 易引起煤层 的坍塌 、 破碎 ， 导 致井径扩大 。 （） ５ 煤层 存 在 渗 透 性滞 后 现象 。煤 层 的 渗 透性 低， 孔隙压力低 ， 钻井和固井过程 中极 易受 到伤 害。
煤层气 （ 煤层 甲烷 Ｃ ａ ａＭｅ ａｅ 是 以吸附或储 ｏｌ ｄ ｔ ｎ ） ｈ ｈ 集方式存在于煤层孔隙 中的天然气。通 过排水 降压使 其解析 出来 。它作为一种新能源 ， 不仅热值高 ， 而且没 有环境污染． 有广 阔的应用 前景 。煤储层 是具 有基 具 质孑 隙和裂缝 孔隙特 征 的双孔 隙 系统 ， Ｌ 渗透率 小 于 １ ×１ ～ 远远小于油气储集层砂岩的渗透率 ） ０ ｍ （ 。
出了几个在 以后煤层气井 固井 中应研究解决的问题。 关键词 煤层 气井 特点 固井 中 圈分 类号 Ｔ ７ ２ ． 文 献 标 识 码 Ａ Ｄ １ ６
Ｔｈ ｅ ｏ ｄ Ｐ ｏ ｐ ｃｉ ｇ Ｔｅ ｍ ｆＳ ａ ｄ ｎ ａ ｏ ｏ ｙ Ｂ ｒ ａ ｅ Ｓ ｃ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔ ａ ｏ ｈ ｎ ｏ ｇ Ｃｏ ｌ ｎ Ｇｅ ｌ ｇ ｕ ｅ ｕ
（） ２ 砂子 ： 采用 河砂 作 配料 ， 下井 前要过 筛 ， 颗粒
粗细要均匀 ， 含泥量按重量计算不大于 ３ ％。 （） ３ 石子 ： 采用瓜子石 ， 直径 为 ５—１ｍ ０ ｍ。 （ ） 凝剂 ： 量符 合标 准 ， ４速 质 每批有 出厂 合格 证 ， 过期 失效禁 止使用 ， 配 比为水泥重量 的 ２～ ％ 。 其 ４ （） ５ 喷射混凝 土配 比： 喷射 砂浆 的配 比为 １ ２ 喷 ：； 射砼配 比为 １２２ ： ：。两帮喷浆必须有不小 于 １０ ａ 的 ０ｒ ｌ ｅ
煤层气固井技术及增产措施
施，如压裂、酸化等，有效提高了储层渗透性和产能。
参数优化与调整
02
通过数值模拟和现场试验，对增产措施的施工参数进行了优化
和调整，实现了最佳增产效果。
经济效益评估
03
对增产措施的经济效益进行了综合评估，包括投资回报率、产
能提升幅度等，证明了增产措施的有效性和可行性。
实践经验分享与启示
重视地质研究
深入开展煤层气藏地质研究，准确刻画储层特征和产能潜力，为 固井技术和增产措施的选择提供依据。
这些结合应用不仅能够提高煤层气的产能，还有助于降低开发成本，为煤层气产业的可持续 发展提供有力支持。
05
案例分析与实践经验分享
案例一：某煤层气田固井技术成功应用
1 2 3
固井技术选择
针对该煤层气田的地质特点和开发需求，选择了 适宜的固井技术，有效封隔了煤层气层，防止了 气层间的窜流。
固井材料优化
性能和耐久性提出更高要求。
高压气窜
煤层气井生产过程中，高压气体 可能导致水泥环破坏，引发气窜
事故，严重影响生产安全。
环保要求
传统固井技术使用大量水泥浆等 材料，对环境造成一定压力。开 发环保型固井技术是未来趋势。
固井技术发展趋势
高性能固化材料
研发具有优异耐温、耐压、耐 腐蚀性能的新型固化材料，提
高固井质量和耐久性。
确保生产安全
固井技术是确保煤层气井完整性和稳定性的关键，能够防止井壁坍 塌、地层流体窜流等安全事故，保障生产过程的顺利进行。
保护煤层气藏
合适的固井技术和增产措施能够减少对煤层气藏的破坏，最大限度地 保护储层，延长气田寿命。
展望
智能化技术应用
环保与可持续发展
多学科联合攻关
煤层气固井技术
(3) 煤层气井套管柱试压要求
套管外径mm ф139.7 ф177.8
试压压力MPa 20 20
30分钟降压MPa ≤0.5 ≤0.5
2煤层气井固井质量检测与评价
(1)井温测井 主要应用于确定套管外水泥浆返高，也作为水泥充填程度的补充解释。 (2)声幅和变密度测井 固井质量情况：利用声幅和变密度测井分井段解释两个界面水泥胶结 程度，特别是目标煤层上下各30m井段固井质量。 (3) 固井质量评价 固井质量评价分为四级： 优良声幅值＜10%，变密度图上地层波显示清晰； 合格声幅值10~20%； 基本合格声幅值20~30%； 不合格声幅值＞30%。
不规则井眼、大井眼目的层固井封固质量
7． 双级注水泥工艺技术
解决不同压力和地层介质目的层封固质量
1煤层气固井技术与工艺
(1) 煤层气固井技术要求
水泥返高计算：
H＝（Fd/10-ρm）×hd/(ρc-ρm)
Fd——煤储层破裂梯度，kPa/m； ρm——固井时井内钻井
液密度，g/cm3；hd——煤层深度，m； ρc——最大水泥浆平均密
声幅值＞30； 地层波弱、难辩认
达不到基本合格
用现场水对设计用的水泥做48h抗内压强度试 验 /Mpa
≥14
套管柱质量、组合、下置深度
符合设计
生产套管用微珠低密度水泥 固井，水泥浆密度 /（g/cm3）
＜1.60,水泥浆的返深达到设计要求。
生产套管环空水泥返高为最上目的煤层以上 200m，正、负值m
10
30
50
注1：固井质量声幅测井，技术套管水泥候凝36h；生产套管水泥候凝48h。
注2：若有部分封固段水泥环胶结质量较差时，而目煤层上下各有30m以上优质水泥环可视为单层封固合格。
中国煤层气井固井技术发展现状
中国煤层气井固井技术发展现状随着全球能源供应结构调整的步伐加快，煤层气成为全球范围内重要的非常规能源资源之一。
在中国，煤层气储量巨大，被广泛应用于供热、供气、发电等领域。
与此同时，各种技术手段的引入和开发也给煤层气勘探和开采产生了新的运用前景。
在煤层气的提取过程中，井固是煤层气开采的重中之重，对于煤层气气量、产量以及开采生产效率的提升具有不可替代的作用。
本文将就中国煤层气井固技术常规、新技术以及其发展现状进行探讨。
一、煤层气井固技术常规随着煤层气勘探和开采的不断深入和技术的不断进步，井固技术作为煤层气开采的关键技术之一，不断得到完善和改进。
其主要靠水泥浆固井、混凝土输入、杆中泵送等方法实现。
在实际操作中，煤层气井固技术一般根据具体的地质环境以及井筒情况进行选择，其主要的目的是有效防止井壁的塌陷、开裂以及各种地质灾害的发生。
常规的井固技术需要针对目标地层的物理、地质、力学等特性进行合理的泥浆浓度的调整。
二、煤层气新技术除了常规井固技术之外，近年来中国煤层气井固技术逐渐发展出一些新技术。
例如高渗细砂桥化技术、无异矿浆固井技术、混凝土短钉注入井固技术等技术。
与传统技术相比，新技术在施工和使用方面都更加方便和效果更好。
其中，高渗细砂桥化技术是指在井口始建产气细砂体，以一定的压力作用下，对井筒进行桥化处理，从而形成稳定的井壁支撑体系；无异矿浆固井技术是指通过改变井固泥浆体系中的成分和物化特性，使其与煤层气钻井水化学性质相同，使得固井泥浆不会干扰地层的水化特性，从而提高煤层气采集的成功率；混凝土短钉注入井固技术是指采用混凝土作为井固材料，配以短钉进行固化，可以有效保证井的稳定性和安全性。
三、煤层气井固技术发展现状当前，中国煤层气井固技术正处于不断完善和推动的阶段。
在具体的实践操作中，井固材料的使用和施工方式等方面越来越规范和科学化。
各种新技术的介入也推动了煤层气井固技术的不断进步。
同时，在传统技术基础上，将原材料进行优化、掺杂、改性等措施，以达到更好的强度和延展性。
探讨煤层气测井技术及其应用
1.1.2 电阻率测井 煤的电阻率与其它地下岩体、流 体等介质的电阻率有显著的差别。因此，电阻率测井也是 煤田及煤层气测井中最为常用的方法，具有较高的准确 率。通过电阻率测井和对阻值的分析，可以比较准确地判 断地下煤层、岩体分布以及地层水矿化度，估算泥质和计 算地层水电阻率。延伸而来的双侧向电阻率测井可以帮助 进一步地划分岩性和厚度，评价岩层的渗透性和孔隙度， 对估算煤层气储量提供一定参考。
1.1.3 高分辨率感应测井 高分辨率感应测井是以测 量和分析地下介质脉冲信号，以判断其性质的测井方法。 该种测井方法在划分地层、确定地层真电阻率 Rt，确定储 层流体性质等方面有重要应用，是判断煤层气储存情况的 重要依据。阵列式感应测井则可用于解释含油气饱和层。
1.1.4 电磁波测井 在煤层气测井中主要用于区分气 层、水层和探测裂隙带。
relies on. This article discusses several CBM logging technologies and their applications.
关键词院煤层气；测井；研究；应用
Key words: coalbed methane；logging；research；application
1.2.4 偶极（多极子）声波测井 偶极（多极子）声波测 井是利用测量偶极子源在井内振动时所产生的挠曲波，并 通过对挠曲波横波、纵波、斯通利波等诸多储层声学信息 的采集和对各种声波时差、能量的计算和分析，以判断地 层各种物理参数的测井技术。除了一般纵波的应用外，偶 极横波成像测井还可应用于岩性鉴别、气层划分、裂隙带 划分，以及对地应力参数、井眼稳定性的分析。偶极（多极 子）声波测井作为一种新兴的测井技术，对于各类声波信 息的解释和在煤层气测井中的应用还有待于进一步地研 究完善。
煤层气U型井水平井固井技术研究
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — １ ８ ０ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． １ ６
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — １ ８ ０ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ２ － ０ ０ ７ １ — ０ ３
中
国 煤
炭 地
质
Ｃ０ＡＬ ＧＥ０Ｌ０ＧＹ ０Ｆ ＣＨＩ ＮＡ
Ｖ０ Ｉ ＿ ２ ５ Ｎｏ ． ０２ Ｆ ｅ ｂ． ２ ０ｌ ３
煤 层 气 Ｕ型 井水 平 井 固 井技 术 研 究
徐培远 ｌ ｜ ， 杨 樱 花
（ １ ． 河 南 省煤 田地 质 局 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ４ ６； ２ ． 河南省能源钻井工程技术研究中心 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ５ ３ ）
可逐步推广 。
关键 词 ： 煤 层 气 ； Ｕ型 井 ； 水 平 井 ； 套 管 串 ； 泥 浆体 系 ； 固井 技 术 中图分类号 ： Ｐ ３ ４ ． ５ 文献 标 志码 ： Ａ
Ａ Ｓｔ ｕｄｙ ｏ ｎ Ｕ— － ｓ ｈ ａｐ ｅ ｄ Ｈｏ ｒ ｉ ｚ ｏｎ ｔ ａ ｌ ＣＢＭ Ｗｅ ｌ ｌ Ｃｅ ｍｅ ｎｔ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏ ｇ ｙ
ｉ ｓ ｑ ｕ ｉ ｔ ｅ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ， ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｗｉ ｌ ｌ ｐ ｅ ｎ ｅ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔ ｏ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｍｅ ｇ ｅ ． Ｂｅ ｓ ｉ ｄ ｅ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｉ ｓ ｔ ｏ ｏ ｌ ｏ ｗ ｉ ｎ ｉ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅ ｄ ｓ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ，ａ ｎ ｄ ｅ ａ ｓ ｙ ｔ ｏ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ，ｔ ｈ ｕ ｓ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ ，ｓ ｈ ｕ ｎ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｃ ｏ ｎ ｉ ｆ ｇ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｏ ｗ— ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｐ ｌ ｕ ｓ ｒ ａ ｐ ｉ ｄ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｗｅ ｌ ｌ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｃ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｅ ｎ ｓ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ ｔ ｏ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ ｍｏ ｏ ｔ ｈ ｌ ｙ ，ｂ ｕ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｓ ｃ ｏ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ， ｔ ｈ ｕ ｓ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｗ ｅ ｌ ｌ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｅ ｎ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ．Ａｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｈ ａ ｓ ｇ ｏ ｏ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｒ Ｕ－ ｓ ｈ ｐ ｅ ｄ Ｃ ＢＭ ｗ ｅ ｌ ｌ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｐ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｅ ｄ ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｌ ｌ ｙ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｃ ＢＭ； Ｕ－ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｄ ｗｅ ｌ ｌ ； ｈ ｏ ｉ ｒ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗ ｅ ｌ ｌ ； ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｉｎ ｒ ｇ ； ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ； ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ
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。
２ 我 国煤 层 气 形 成 的地 质 特征
与常规 油气 藏 相 比 ， 煤储 层 主要有 以下特点 ｌ ： ３ ｊ （） １煤层 气 主要 吸 附于煤层 内表 面 ， 煤层 本身 就是
主要 的储气 层 。
世 界各 主 要 的 产煤 国家 都 积 极 地 开 发 本 国 的 煤
层气工 业 。在这 方 面 ， 已形 成煤 层 气 产 业 的主 要 有 美
等省 （ ） 区 。经 过 十几年 的勘 探 开发 ， 取得 了一定 成果 ，
地 面开发 煤层 技术 已初 步形 成 了～套 适合 我 国煤储层 条件 的工程 工 艺 。但 是 ， 层 气 开发 政 策 扶 持 力 度仍 煤 然有 限 ， 且 投人 低 ， 并 比较分 散 。我 国虽然 具备 有一 定 的技 术基 础 ， 是 实 践 经 验仍 然 比较 少 。需 要 在 煤层 但 气方 面建 立 国家专 项 规 划 ， 一 步 推 动煤 层 气 的 利 用 进
限［ｌ ２。
１ ２ 国 内煤 层气 发展 现状 ．
值高 ， 而且不 污染 环境 ， 有广 阔 的应用 前景 。我 国的 具
煤层 气 资源 十分 丰 富 ， 测 全 国有 ３ 预 ９个 含 煤 盆地 、 ７ ６
个 聚煤 单元 ， ０ 深 浅 的 煤 层 气 资 源 量 约 为 ２ ． ２００ｍ ２５
至 ２ ０亿 ｍ３基 本 形成 产 业 化 规模 。２ ０ ５ ， ０ ３年 ， 国 煤 美 层 气年 产 量 已超 过 ４ ０亿 ｎ ， ０ ４年 产 量 达 ５ ０亿 ５ ｌ ２０ ３ ０
ｍ ３
，
裂 隙 相 当发育 ， 这些 裂 隙相互 交叉 切割 ， 成煤储 层复 形
杂 的割 理裂 隙系 统 ， 煤 储层 易碎 ， 岩性 差 ， 固井 使 成 给
要 ：通过对 国 内外煤层 气井 固井技 术调研 、 分析 和论证 ， 出煤层 气井 固井难点 ， 出解决对策 ， 找 提 设计 出一套适合
于 煤 层 气井 固 井水 泥 浆 和 工 艺技 术 方 案 ， 到 有 利 于煤 层 气 井 固井技 术 施 工 和 提 高煤 层 封 固质 量 的 目的 。 达 关 键 词 ： 层 气 井 ；固 井 ；降 失 水 剂 ； 密度 水 泥 浆 煤 低
和 发 展 ３。
系到 煤层 气 的开发 及产 能 的提 高 。因此我 们应 当重 视
煤层气的固井 ， 在保护煤储层 的前提下提高煤层气 固
井 的质量 ［ 。
１ 煤 层 气 发 展 的 国 内 外现 状
１ １ 国外煤层 气 发展现 状 ．
全世界 煤层 储 量 丰 富 ， 资 源 约 在 ９ 总 １～２０万 亿 ６
石
油
仪
器
・６ ・ ９
２１ ０ ０年
・
第２ ４卷
第 ３ 期
ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＮＳ Ｉ ＴＲＵＭ ＥＮＴＳ
方法 研究 ・
煤 层 气 井 固 井 技术 的研 究
马 骏 王 超 李秀妹 刘泸 萍 葛 华东
（． １ 渤海钻探工程有 限公 司 摘 河北 任丘） （ ． ２ 华北石化分公司 河北 任丘 ）
中 图 法 分 类 号 ： Ｅ ５ ． Ｔ ２６ １ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０ ．１４ ２ １ ）３０ ６ —４ ０ ４９ ３ （００ ０ —０ ９０
０ 引 言
煤层 气是 在煤 层 中一 种 非 常 规 天然 气 ， 不仅 热 它
气 属 于 非 常规 能 源 资 源 ， 开 发 利用 仍 受 到 一 定 局 其
重要 的能源 资源 。加拿 大 虽 然 开 发 的 较 晚 ， 是 其 政 但
府一 直 积极 支持 煤层 气 的发 展 ， 据 本 国低 变 质煤 为 根
主的特 点 ， 开展 了一 系列研 究 工作 。 目前 ， 界各 产煤 世 国都 在积 极研 究发 展 本 国 的煤层 气产 业 ， 由 于煤 层 但
第 一 作 者 简 介 ：马
骏 ， ，９ ２年 生 ， 学 学 士 ， 北 省 任 丘 市 渤 海钻 探 工 程 有 限公 司 钻井 工 艺 研 究 院 。 邮编 ：６ ５２ 女 １８ 理 河 ０ ２ ５
石
・
油
仪Leabharlann 器 ２１ 年 ０ ００ ６月
７ ・ ０
Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ Ｍ Ｉ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
带 来难 度 。
煤 层 气 占气体 能源 （ 然 气 ） 的 ８ 一１ ％ ， 为 天 量 ％ ０ 成
（） ３ 煤储 层机 械 强 度 弱 ， 破 碎 、 塌 、 定 性 差 ， 易 坍 稳
中国煤 层气 地质 条件 复 杂 ， 固井 过程 中 ， 考虑 不 同 在 应 的地址 条件 ， 择最佳 的固井 方案 。 选 （ ） 储 层孔 隙度 和 渗 透率 很 低 ， 层 压 力 也低 。 ４煤 储 钻井 和完 井 过 程 中煤 层 极 易受 到 伤 害 ， 且受 到伤 害后
Ｘ１ １ ， ０ １ 但开 发 利 用 刚 刚 起 步 。加 快 煤 层气 的勘 探 ＿ １ 与开发 ， 于改善 能 耗结 构 、 和 能 源 紧 张状 况 、 少 对 缓 减 环境 污染 具 有重 大意义 。煤 层 气井 固井 的好 坏直 接关
我国是煤炭大 国， 但是煤层气开发 尚处 于起步阶 段 。如果 这～ 丰 富资 源 能 够 得 到 有效 利用 ， 对 我 国 将 国民经济 做 出 巨大贡献 。 目前 我 国煤 层气 开 发利用 主 要集 中在 山西 、 宁 、 辽 内蒙 古 、 徽 、 安 云南 、 南 和 贵 州 河
国和 加 拿 大 。美 国从 上 世 纪 ７ ０年 代末 至 ８ 代初 ， ０年
开始进 行 地 面 开 采 煤 层 气 试 验 并 取 得 成 功 。从 １８ ９３
（） ２ 煤岩 的 主要 成 分 是 有 机 质 ， 结性 差 ， 理 和 胶 割
年到 １９ ９ ５的 １ 问 ， ２年 煤层 气年 产量 从 １７亿 Ｉ 猛 增 ． ｌ ｌ