煤层气水平井方案
煤层气水平井开发技术现状及发展趋势
第５卷第４期 ２００８年ｌ１月 中国煤层气 Ｃ埘ＮＡ Ｃ０ＡＩ．ＢＥＤ ＭＥＴＨＡＮＥ Ｖ０１．５ Ｎ０．４ Ｎｏｖ．２００８
煤层气水平井开发技术现状及发展趋势
张卫东魏 韦
（中国石油大学石油工程学院，山东东营２５７ｏ６１）
摘要：煤层气是一种非常规天然气资源，传统的煤层气开采方式为地面直井排水降压开采，但 这种方式开采煤层气单井产量低、经济效益比较差。目前针对这种问题煤层气常用的增产措施为
水平井技术。煤层气水平井是一种成本不是很高但增产效果非常好的技术，已经越来越多的应用 于煤层气的开采。文中主要介绍了煤层气羽状分支水平井技术现状和发展趋势，通过国内外技术
煤层气水平井技术的介绍，得出煤层气水平井技术是一种适合中国煤层气开发的关键技术，必须
在充分了解煤储层地质特性的基础上应用水平井。 关键词：煤层气水平井技术现状发展趋势
ＩｔＩ】Ｓ ０ｆ Ｃ０ａｌ１）ｅ（１ ａｎｅ 删ａ】Ｗ＿ｅⅡ 出ｎ０】０ ａｎｄ ０ｆ ｌｅｌｑｐⅡ瑚ｔ
Ｚｈａｎｇ Ｗｅｉｄｏｎｇ，Ｗｅｉ Ｗｅｉ （Ｃｏｕ ｇｅ ０ｆ ＰｅｔｍｌｅｕｌＩｌ Ｅｎ舀ｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉ、 ｏｆ Ｐｅｔｍｌｅ啪，ｓｈａｎｄｏ玎ｇ ２５７０６１）
Ａｂｓ仃ａｃｔ：Ｃ０ａｕ）ｅｄ ｍｅｔＩｌａｎｅ（ＣＢＭ）ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ０ｆ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｔ啪ｌ ｇａｓ ｒｅｓｏｕＩ℃ｅｓ． ｎａｄｉｔｉｏｎａｌ ｗａｙ ｆｏｒ ＣＢＭ ｄｅｖｅｌ叩ｍｅｎｔ ｉｓ ｓⅢｆｌａｃｅ（ｖｅｎｉｃａｌ ｗｅｌⅡｓ）ｄ商ｎａｇｅ ｂｕｃｋ，ｂｕｔ山ｉｓ ｍｅｔｌｌｏｄ ｍａｙ ｃａｕｓｅ ｌ０ｗ ｐｍｄｕｃｔｉ０ｎ ０ｆ
ｓｉｎ ｅ ｗｅＵ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｃｏｎ０ｍｉｃ ｒｅｔｕｍ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｐｏｏｒ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，０ｎｅ ｏｆ山ｅ ｃ０Ｕｎｔｅｍｌｅａｓｕｒｅｓ ｔ０ ｓｔｉ ｅ ＣＢＭ
ｐｒｏｄｕｃｔｉ０ｎ ｉｓ ｈ ｚ０ｎｔａｌ ｗｅＵ ｔｅｃ｝ｌｎｏｌｏｇｙ．ＣＢＭ ｈ０ｒｉ砌ｔａｌ ｗｅＵ ｔｅｃｈｎ０ｌ０ｇ）ｒ ｉｓ ａ ｈｉ ）ｒｉｅ１ｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏ ｗｉｔｌｌ ｌ０ｗ ｃ０ｓｔ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｉＩ１ｇ ｕｓｅｄ ｉｎ ＣＢＭ ｄｅｖｅｌ叩ｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ ｐ印ｅｒ Ｉｌ１ａｉＩｌｌｙ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔ｝ｌｅ ｃｕ ｍｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ＭＵｄｔｉ—ｌａｔｅｒａｌ ｈ ｚｏｎｔａｌ ｗｅｕ ｈｎ０ｌｏ ．，ｎｌｍｕ Ⅱｌｅ ｉｎｔｍｄｕｃｔｉ０ｎ ｔ０ ＣＢＭ ｈ０ｒｉｚ０ｎｔａｌ
煤层气215.9mm井眼水平井绒囊钻井液技术
第９卷第２期 ２０１２年４月 中国煤层气 ＣＨＩＮＡ ＣＵＡＩＢＥＤ Ｍ唧ＡＮＥ Ｖｏ１．９ Ｎ０．２ Ａｐｒｉｌ．２０１２
孙法佩 张 杰 李 剑 李 翔 郑 炬
（１．中石油煤层气有限责任公司，北京１０００１１；２．北京力会澜博能源技术有限公司公司，北京１Ｏ２２Ｏ０）
摘要：日２井是位于鄂尔多斯盆地东缘的一口煤层气水平生产井，目的煤层为项部深度
１０４７．３３ｍ、底界深度１０５６．５ｍ的二叠系山西组５ 煤，采用 １５．９ｍｍ钻头，４１３９．７ｍｍ套管完井。
大井眼、水平井存在携岩困难、井壁失稳等技术难点。采用重晶石加重绒囊钻井液，密度１．１５ｇ／
ｃｍ３，塑性粘度２０ＭＰａ・Ｓ，切力１１Ｐａ，６天完钻１９６１．９８ｍ设计井段。因连通未成功，上提至
１７６５．９４ｍ侧钻至１９６１．４５ｍｍ，与日 井对接成功，完钻井深１９８１．４５ｍ。水平段钻井周期８天，平
均机械钻速５．１ｍ／ｈ。测井顺利，下入４１３９．７ｍｍ套管至井深１９６２ｍ顺利，固井质量优良。
关键词：煤层气水平井绒囊钻井液固井
Ｓｏｆｔ Ｃａｐｓｕｌｅ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ２ １ ５．９ｒａｍ ＣＢＭ Ｗｅｌｌ
ａｎｄ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｗｅｌｌ
Ｓｕｎ Ｆａｐｅｉ ，Ｚｈａｎｇ Ｊｉｅ２，Ｌｉ Ｊｉａｎ ，Ｌｉ Ｘｉａｎｇ ，Ｚｈｅｎｇ Ｘｕａｎ２
（１．Ｃｈｉｎａ Ｏｉｌ ＣＢＭ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１１；２．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉ－ｉ Ｌａｎｂｏ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｃｏ．Ｌｌｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＥＪ２ ｉＳ ａ ＣＢＭ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｅｌｌ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｅａｓｔｅｒｎ ｆｒｉｎｇｅ ｏｆＯｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ．Ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｓｅａｎｌ
ｉｓ Ｎｏ．５ ｃｏａｌ ｓｅａｌｎ ｏｆＳｈａｎｘｉ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆＰｅｒｍｉａｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆｔｈｅ ｔｏｐ ｏｆ ｓｅａｌｎ ｂｅｉｎｇ １ｏ４７．３３ｍ，ｄｅｐｔｈ
煤层气地面开发技术
第七章 煤层气地面开发技术
煤层气地面开发包括煤层气生产井施工和后期排采管理两部分内容，涵盖了煤层气生产井钻井、测井、固井、增产改造、设备安装、排采等一系列程序。
第一节主要内容：
一、煤层气井完井方式
1、裸眼完井
裸眼完井又分为常规裸眼完井和裸眼洞穴完井。
（1）常规裸眼完井
通常，煤层气井裸眼完井是在煤层顶部下表层套管后，一直钻进煤层至设计深度终孔，将煤层用砂或砾石填满，然后将套管下到煤层上方并注水泥返至地表，再用空气或水冲洗井眼，使煤层裸露。
（2）裸眼洞穴完井
裸眼洞穴完井适用于高压、高渗透性厚煤层。该方法是在井底造一个大洞穴，下入割缝衬管后进行排采作业。
2、套管射孔完井
套管射孔完井时钻穿煤层直至设计井深，然后下生产套管至煤层底部“口袋”，注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿生产套管、水泥环并穿透煤层某一深度，建立起气流通道。
3、混合完井
混合完井也叫多煤层完井，根据各煤层特点和上下围岩性质，使裸眼完井和套管完井在同一口井同时使用。混合完井形式包括套管射孔完井、套管射孔+裸眼完井、裸眼洞穴完井等几种类型。一般情况下，上部煤层采用套管射孔或套管割缝完井，下部煤层采用裸眼完井或裸眼洞穴完井。
4、水平井完井技术
水平井完井由地面垂直向下钻至造斜点后，以中、小曲率半径侧斜钻进目煤层，在煤层中按设计方向延伸几百米至上千米。水平井水平段一般采用裸眼完井或214英寸（11.43cm）割缝衬管完井。
二、煤层气井固井工艺
向煤层气井钻井井眼中下入套管，并在套管和井壁环空中注入水泥浆，以加固井壁、封隔煤层施工程序叫固井。通常煤层气井从大到小要下两至三层套管。
1、下套管
下入井内套管，根据其作用不同，可分为三种。第一种为表层套管，其作用是封隔地表不稳定松软易坍塌地层、水层、漏层；安装井控井口装置。第二种是支撑中间套管，下入深度一般是数十米到数百米，水泥返到地面。第三种为生产套管，它将目层及非目层隔开，给煤层气生产形成中途不流失通道，为实施增产措施创造条件，水泥返到地面。
利用L型水平井开展煤炭资源流态化开采关键技术
利用L型水平井开展煤炭资源流态化开采关键技术
企业的钻井技术优势，免去了巷道式建地下气化炉的条件限制。无井式煤炭地下气化法从地面向煤层打直径150-400mm、间距10-40m的一系列钻孔，两钻孔之间贯通形成气化通道，点火气化。双孔式气化技术中常常应用低压火力渗透贯通法、电力贯通法、水力压裂贯通法、高压火力渗透贯通法以及定向钻孔贯通法等方法实现两孔间的贯通。
尽管地下煤气化相对于地面煤气化具有基本建设投资省、建站周期短、工艺简单、生产效率高、煤的回收率高、生产成本低、没有三废外排问题等很多优点，但技术上仍存在多种局限，距离广泛化推广任重道远。工程人员尤其要注意到适合地下煤气化的煤层地质条件比较苛刻，因为一些煤层的地质和水文特征会大大增加环境及工程风险。
4 煤炭资源流态化开采工程的力学模型
将煤炭资源流态化开采工程的整体复杂结构略去次要的部分，抽出主干模型，有利于培养力学方面的抽象建模能力。从木结构示意模型图可以看出，简化后的工程模型主要由煤层气（油）源头罐，卷筒输入管道，转动轮盘，输出管道，点火装置等部分组成。作为力学专业的学生，首先要运用专业知识分析找出整体结构中关键的受力位置，然后对最大部位进行力学参量推导，最后根据所选材料属性与力学计算结果对比，保证其整体和部分都要满足强度、刚度、稳定性的基本力学要求。
对于本文所研究的煤炭资源流态化开采工程结构模型，其关键的受力部位主要有三个。第一个关键位置是卷筒管道层层盘卷在转动轮盘的部位，这个部位的结构设计思路类似于机械设计中的传送带装置，其截面上的应力有：拉力Ft产生的拉应力;离心力Fc产生的离心应力σc;卷筒与卷轮接触部分由于弯曲变形而产生的弯曲应力σb。由此可以确定其危险截面是卷筒管道刚刚与转动轮盘脱离接触的截面，因为该截面上同时包含了以上所述三种应力，需要应用叠加原理确定材料强度受力判据。第二个关键位置是管道在高空中由近垂直绕过铁架呈近60度转角的部分，原因是该部位管道角度改变较大，需要着重注意其传动时受到铁架顶端的阻力。第三个关键位置是卷筒管道下伸到地面以下的位置，因为管道运动时要着重分析管道与侧壁的摩擦阻力，需要对侧壁的摩擦因子进行实际研究。
煤层气分支水平井与定向井连通钻井技术
第３３卷第５期 ２０１１年９月 石 油 钻 采 工 艺 ＯＩＬ ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ＰＲＯＤＵＣＴ１０Ｎ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ Ｖ０１．３３ Ｎｏ．５ Ｓｅｐ．２０１１
文章编号：１０００—７３９３（２０１１）０５—０００１—０３
煤层气分支水平井与定向井连通钻井技术
王自民 毕泗义 闫丰明刘春林 （中原石油勘探局钻井一公司，河南濮阳４５７３３１）
摘要：国内外较为先进的煤层气井布置方式多为分支连通井，通常采用水平井与直井连通后再钻分支井的开采方式。随 着煤层气勘探开发的不断深入，分布在山区、丘陵等交通不便的区块日渐表现出井位布置严重受限、道路井场修建费用成倍增 长、井位分散、零星排采管理困难的现象。为此通过研究将煤层气排采井由直井改为定向井，在很大程度上解决了井位布置受 限问题，降低了道路井场修建成本，实现了丛式井的集中排采管理。以ＺＹ－Ｈ４．ＬＳ井组为例，论述了将分支井和定向井一体化 设计、一体化施工来成功实现分支水平井与定向井连通的关键技术及解决方法，为煤层气开发提供了新思路。
关键词：煤层气；连通；多分支水平井；定向井；一体化设计；一体化施工；钻井技术
中图分类号：ＴＥ２４３ 文献标识码：Ａ
Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｃｏａｌ－ｂｅｄ ｍｅｔｈａｎｅ ｍｕｌｔｉ—ｌａｔｅｒａｌ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｗｅｌｌ
ＷＡＮＧ Ｚｉｍｉｎ，ＢＩ Ｓｉｙｉ，ＹＡＮ Ｆｅｎｇｍｉｎｇ，Ｌ１Ｕ Ｃｈｕｎｌｉｎ
（Ｎｏ１ＤｒｉｌｌｉｎｇＣｏｍｐａｎｙｏｆＺｈｏｎｇｙｕａｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＢｕｒｅａｕ，Ｐｕｙａｎｇ４５７３３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ ｗｅｌｌｉＳ ｔｈｅ ｍｏｒｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｌａｙｏｕｔ ｆｏｒ ｃｏａｌ—ｂｅｄ ｍｅｔｈａｎｅ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ．Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｌ
SN-015煤层气U型水平井钻井液技术
第ｌ０卷第３期 ２０１３年６月 中国煤层气 ＣＨＩＮＡ ＣＯＡＬＢＥＤ ＭＥＴＨＡＮＥ Ｖｏｌ＿ｌ０ Ｎｏ．３ Ｊｕｎｅ．２０１３
ＳＮ．０ １ ５煤层气Ｕ型水平井钻井液技术
刘 彬 宋百强 王瑞城 杨 勇
（中联煤层气有限责任公司晋城分公司，山西ｏ４８ｏｏｏ）
摘要：ＳＮ－０１５井位于沁水盆地南部向西北倾的斜坡带上，目的层为山西组３号煤层气藏。该 井一开、二开采用膨润土钻井液，三开采用无固相盐水钻井液体系，其配方为：清水＋０．１％～
０．５％纯碱＋０．２％～０．５％降滤失剂＋０．５％一１％包被剂＋０．２％一０．５％页岩抑制剂＋０．０３％～
０．０６％增粘剂＋３０％工业盐。在现场应用过程中，控制钻井液密度１．１５～ｌ＿２０ｇ／ｃｍ ，黏度４０～ ５０ｓ．利用增加工业盐的含量控制密度保证井壁力学稳定性，加入降滤失剂控制失水保持煤层结
构强度，增强钻井液抑制性，提高泥饼质量，防止井壁坍塌，利用增粘剂控制泥浆流变性实现高 效携岩。应用该钻井液，ＳＮ－（）１５井水平段纯钻时间１４８．３ ｈ，平均机械钻速４．５１ ｍ／ｈ，煤层总进
尺６６８．１ｍ，最终煤层钻遇率达１００％。 关键词：煤层气井Ｕ型井无固相钻井液钻遇率
Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｈｕｉｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＳＮ一０１５ Ｕ－ｓｈａｐｅ Ｃｏａｌｂｅｄ Ｍｅｔｈａｎｅ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｗｅｌｌ
ＬＩＵ Ｂｉｎ，ＳＯＮＧ Ｂａｉｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｒｕｉｃｈｅｎｇ，ＹＡＮＧ Ｙｏｎｇ
（Ｊｉｎｃｈｅｎｇ Ｂｒａｎｃｈ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｔｅｄ Ｃｏａｌｂｅｄ Ｍｅｔｈａｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｘｉ ０４８０００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳＮ－０１５ ｗｅｌｌ ｉｓ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ ｓｌｏｐｅ ｚｏｎｅ ｏｆ ｓｏｕｔｈ Ｑｉｎｓｈｕｉ Ｂａｓｉｎ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｏｆ ＣＢＭ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｎｏ．３ ｓｅａｍ ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ
煤层气开采定向羽状水平井井身结构优化
石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２００７年８月第２９卷第４期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰＩ） Ａｕｇ．２００７ Ｖｏ１．２９ Ｎｏ．４
煤层气开采定向羽状水平井井身结构优化
王新海
张冬丽
方海飞
孙吉军 （油气资源与勘探技术教育部重点实验室（长江大学），湖北荆州４３４０２３）
（中国石化石油勘探开发研究院油藏所，北京１ ｏｏｏ８３）
（长江大学地球科学学院，湖北荆州４３４０２３）
（塔里木油田分公司开发事业部，新疆库尔勒８４１ ｏｏｏ）
［摘要］井的总长度相同，不同方式的主支、分支排列会得到不同的开采效果，一般说来，在同样区域范
围内，呈对称、发散状均匀分布的多个主支比单一主支开采的效果要好。当主支和分支排列方式相同时，
考虑分支问距的影响，若从哪种井网井距方案能获得最高平均日产量或总产量来衡量，存在最佳的分支
间距。对纵向非均质韵律性地层，羽状水平井垂向上的位置会影响开采的效果。对正韵律地层井的垂向
位置在整个煤层的下部效果更好，对反韵律地层井的垂向位置在上部效果更好。
［关键词］煤成气；开采；水平井；定向羽状水平井；井身结构；优化
［中图分类号］ＴＥ１２２。２ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００—９７５２（２００７）Ｏ４—０１２４—０５
羽状水平井开采时，并没有出现直井中所谓的压降漏斗，羽状水平井的分支在地层中广泛均匀延
伸，使整个控制区域地层压力均匀、快速下降，增大了气体解吸扩散的机会，使被动用的区域大大增
加，煤层的开采潜力得到充分的发挥，这是定向羽状水平井促使煤层气产量提高的根本原因。
定向羽状水平井是提高煤层气产量的有效手段，但是出于井筒本身的长度和技术上的难度，其成本
也是巨大的，为获得更大的收益，还需要对羽状水平井的结构进行优化设计。国内外专家业已对羽状水
平井开采煤层气的数学模型、数值模拟与开采机理［１ 妇进行了深入研究。为此，笔者利用羽状水平井
煤层气采气工程
采气工程
1 气井的完井和试气
1.1气井的完井和井身结构
1.1.1气井的完井方法
1）裸眼完井：钻到气层顶部后停钻，下油层套管固井，再用小钻头钻开油气层，这样气层完全是裸露的。
2）衬管完井：这是改进了的裸眼完井，有裸眼完井的优点，又防止了岩石垮塌的缺点。衬管用悬挂器挂在上层套管的底部，或直接座在井底。
3）射孔完井：钻完气层后下气层套管固井，然后用射孔枪在气层射孔，射孔弹穿过套管和水泥环射入气层，形成若干条人工通道，让气进入井筒。长庆气田目前采用的是射孔完井方法。
4）尾管完井：钻完气层后下尾管固井。尾管用悬挂器挂在上层套管的底部,射孔枪射开气层。尾管完井具有射孔完井的优点，又节省了大量套管。尾管顶部还装有回接接头，必要时，还可回接套管一直到井口。尾管完井特别适用于探井，因为探井对气层有无工业价值情况不明，下套管有时会造成浪费。
1.1.2井身结构
井身结构包括下入套管的层次，各层套管的尺寸及下入深度，各层套管外水泥浆返深、水泥环厚度以及每次固井对应的井眼尺寸。井身结构通常用井身结构图表示，它是气井地下部分结构的示意图。
经论证，适合长庆气田开发的最小生产套管尺寸为φ139.7mm，套管程序为φ244.5mm+φ139.7mm。考虑到下古气层H2S含量较高，套管腐蚀后的修复、气田开发后期侧钻和上、下古气层的分层开采，下古气层开发井采用φ273mm+φ177.8mm(7″)套管程序。上古气层采用φ244.5mm+φ139.7mm井身结构。
1）长庆气井井身结构演变过程：（三个阶段）
第一阶段：1986年以前，以找油为主，兼顾石盒子组底砂岩气层。
套管程序:Φ339.7mm表套（150～200m）+Φ177.8mm或Φ139.7mm套管。井身结构见图2-1。
图2-1 第一阶段井身结构 图2-2 第二阶段井身结构（1）
第二阶段：1986年至1988年，油气并举阶段。
煤层气开采方法与技术
煤层气开采方法与技术
煤层气是一种天然气，储存在煤层中，主要由甲烷组成。煤层气开采是一种新兴的能源开发方式，它将煤矿的煤层中的天然气利用起来，既能提供清洁能源，又能实现煤矿资源的综合利用。下面将详细介绍煤层气开采的方法与技术。
1.井网式开采：井网式开采是目前常用的煤层气开采方法。它通过设置分层水平钻孔和垂直钻孔，在煤层中建立井网系统，将煤层中的天然气连续、稳定地抽采出来。井网式开采具有开采效果好、井网布置合理、生产能力大等优点，已被广泛应用于煤层气的开采。
2.水平井开采：水平井开采是一种相对较新的煤层气开采方式。它通过在煤层中平行钻探水平井，使水平井与煤层气的运移方向一致，提高气体采收效果。水平井开采具有开采效果好、钻井速度快、减少矿井建设工作量等优点，但是水平井的建设和操作技术相对较为复杂。
1.井眼稳定技术：井眼稳定技术是煤层气开采中的关键技术之一、由于煤层中存在着岩层断裂、软弱层等问题，井眼稳定技术的好坏直接影响到井眼的穿越效果。目前，井眼稳定技术主要采用套管固井、衬套固井和液氮注入固井等方法来保证井眼的稳定。
2.完井技术：完井技术是煤层气开采中的重要环节。完井技术主要是指将井上的钻井设备检修、拆除后，用专门的设备和工具对井眼进行封堵和密封，确保气体不泄漏。完井技术主要包括套管完井技术、封堵技术和沉积纠正技术等。 3.固井技术：固井技术是煤层气开采中的关键技术之一，它是指在井眼周围进行注水泥浆、环氧树脂等材料的注入，形成稳定的井壁和环境。固井技术可以增强油井的强度和耐久性，防止井眼侧泄和污染。
除了以上的方法和技术，煤层气开采还需要进行地质勘探、工程设计、环境保护等工作，以确保煤层气的有效开采和利用。
总之，煤层气开采是一种新兴的能源开发方式，它具有广阔的应用前景和重要的经济意义。通过煤层气的开采，不仅可以提供清洁能源，还可以实现煤矿资源的综合利用。为了有效地开展煤层气开采工作，需要采用适当的方法和技术，确保工程的高效、稳定和可持续发展。同时，还需要注重环境保护，促进煤层气的可持续利用。
煤层顶板水平井压裂技术——在新田煤矿低渗煤层地面瓦斯抽采中的研究与应用
煤层顶板水平井压裂技术——在新田煤矿低渗煤层地面瓦斯抽采中的研究与应用
一、项目实施的背景及目标
1.1项目背景
贵州省享有“江南煤海”之誉，其中煤层气资源亦十分丰富，资源量达3.15万亿m3。随着沁水盆地、鄂尔多斯盆地煤层气商业化开发，我国煤层气勘探开发逐渐向西南地区的贵州、云南等地推进。贵州煤层气资源丰富，煤系地层薄至中厚煤层群发育，具有单一煤层煤层气资源丰度低、煤系地层累计资源丰度高的特点。政策方面，贵州省编制了煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十三五”规划，出台了黔府发〔2017〕9号文件以指导贵州地区煤层气产业的发展，将重点建设六盘水、毕节和遵义三大煤层气产业基地，已开展地面勘探工作的10个主要煤层气区块估算煤层气资源量2340亿m3，具备建设10亿m3/a产能的条件，开发潜力大。
瓦斯既是能源，又是灾害。近几年贵州煤矿事故多发频发，2018年煤矿死亡人数居全国第一，2019年煤矿死亡人数又是全国第一，是近两年全国唯一连续发生煤矿重大事故的省份。瓦斯灾害治理不力是贵州煤矿安全面临的重大难题。
1.2根据新田煤矿矿井开采接替及矿井瓦斯治理
新田煤矿联合河南省煤层气开发利用有限公司、中煤科工西安研究院编制新田煤矿井上下“三区联动”抽采煤层瓦斯示范工程实施方案，探索该矿井上下联合瓦斯防治技术。
图1.1 煤矿区三区关系示意图
1.3主要工作和研究内容包括：
（1）煤层气试验区选择及地面布井、井下布孔方案
在综合分析新田煤矿煤田勘探资料、矿井生产资料的基础上，结合煤炭生产工作面部署及规划，优选三区联动瓦斯综合治理试验靶区，设计地面煤层气井井位、定向井、L型水平井的井眼轨迹及井下定向长钻孔的井眼轨迹。 （2）工程设计及施工
基于新田煤矿地质及储层条件，根据目前国内外煤层气开发技术及工艺，设计地面直井、定向井及L型水平井的钻井、完井、压裂、排采方案及井下钻孔布置方案，并进行工程施工。一期工程设计以直井、丛式定向井及L型水平井为主的钻井、完井、压裂及排采方案，并进行工程施工。通过地面排采试气，井下钻孔抽采，获取三区联动瓦斯综合治理试验靶区产量数据。