浅论煤层气参数井钻探技术

时间：2024-05-17

王博

(新疆维吾尔自治区煤层气测试中心,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐 830000)

改革开放以来，我国经济迅速发展，对能源的需求量也日渐增多。能源问题一直是我国关注的重大问题，随着我国可持续发展观的实施与贯彻以来，清洁能源的开发和利用一直备受关注。近年来，煤层气作为一种清洁能源，逐渐引起了人们的兴趣。随着煤气层的勘探与开采力度的逐渐加大，对开展煤层气钻井技术的要求越来越高，因此研究煤气层钻探技术对加快煤层气的开发具有重大意义。

参数井的钻探能够帮助人们进一步了解当地煤层气的储量与分布状况，为确立开采方案提供依据，对煤层气的顺利开采起到了重要的作用。新疆准南煤田煤层气资源丰富 , 本文将以新疆准南煤田煤层气参数井的钻探过程为例，对钻探技术进行了探讨。

一、新疆准南煤田煤层气参数井钻探技术

据悉，新疆煤层气资源量已达九点五万亿立方米，天然气资源量达十点八万亿立方米。据了解，目前大部分的煤层气资源因无法采集而被浪费。新疆每年约开采四千万吨以上的煤炭，约有上亿立方米的煤层气流失到空气中，仅2007年全疆各类煤矿自然排放到大气中的煤层气共约一点八亿立方米，其中为降低煤井瓦斯浓度便于煤矿开采而人工抽放的煤层气，就达到一千五百万立方米。新疆煤田地质局称，该局在煤层气勘查开发方面去年取得了突破性进展，其所属的一五六煤田地质勘探队去年在阜康市施工的“阜试一井”去年底开始产气，各项指标反应良好，日产气量在两千立方米左右。由于开采技术不断获得突破，煤层气等接续资源正在受到普遍关注。新疆明确提出，到明年将新增探明煤层气地质储量四百亿立方米，产量达到四亿立方米。

准南煤田参数井钻进的要求

煤层气进行开采的整个过程中，在已经确定了煤层气的具体开采位置、但还未制定进一步具体的开采计划之前，为了深入了解新疆当地的地质构造、地层层序、岩相特征等一系列状况，必须利用煤层气参数井对新疆当地的地质构造进行勘探，了解煤层的深度、大体结构、总体厚度、煤的大致特点、储层的压力大小、含气量及饱和度与等温吸附特征等一系列的参数，为准确判断煤层气的预计开采价值以及开展后期的钻探计划大量的提供科学的依据。

由于煤层气地层的岩性差异大，透水性强，导致钻探效率不是特别理想，因此选择适合新疆本地的设备和钻探工艺对提高钻探效率非常重要。新疆准南煤田的煤层厚度比较大且层数多，岩石的硬度分布在 Ⅱ～ Ⅴ，地层产形状较陡峭，大概在45°～80°之间针对新疆本地的地质特点，我们对参数井钻探设备选型及施工工艺作了研究，取得了一定成果。

为了确保钻井的质量，在参数井进行钻进时，要尽量将钻井的水平方向位移控制在20m之内，且井斜最好不超过3°;为了保证结果具有代表性，我们要求煤心的采取率不低于95%、保持岩煤的采取率在85%以上，采样的直径要始终在60mm左右；除此之外，为了保证煤层气在采样时不发生大的逸散而对采样结果的准确度造成影响，煤心从割心开始到提出参数井井口的这一过程中，要求每百米的上升速度在2min以内。

在设备钻进的过程中，为了保证正常运转泥浆净化装置，提高钻进的速度，我们可以加入一些冲洗液来改善泥浆的流动性能。设立专门的管理人员对泥浆进行管理，并根据实际情况对其性能进行实时的监测与调整，确保冲洗液的特性能够随时满足钻进的需要。

二、参数井钻进的操作过程

1 下钻操作

在进行下钻操作之前，应当对钻井进行一次试通探明井内状况，在确保井内没有杂物的情况下，严格控制速度下放钻机，尽量避免水眼发生堵塞的情形。如果在钻进时遇到了阻碍，应该通过冲洗来减少划眼的数量。当工具下放到距离井底3—5m的地方时应循环钻井液。

2 钻进操作

因为在下钻以后的钻进的过程中不能对钻井液进行调整，为了避免在钻进的过程中出现问题，所以在钻进之前需要预先调整好所有设备的转速，控制好排量并检查看各项设备的工作状况是否处于正常状态。当设备进行钻进时，保持送钻均匀的速度至关重要，不能发生中途停泵或提升方钻杆的情况。一旦钻进的进尺变快，就要及时捞取岩心并且控制进尺在0.2—0.3m之内。

3 割心操作

钻进达到事先预定的深度后，就应该马上停泵回转设备进行割心，上提钻具时做到尽量快速与麻利。碰到地层较硬或者煤层发生夹矸的情况，可以选择适当的磨心后再割心。

4 提心操作

在检查相应的设备并确保设备能够顺利通过内筒之后，才能进行提心操作。上提设备时，初期的上提速度可以相对慢些，在确保内筒进入钻杆之后再适当加快设备的提升速度。在确保采样的质量的同时应当尽可能的缩短装罐煤心上提与所用的时间。

三、参数井钻进时的注意事项

1 钻进过程的注意事项

在钻进过程的初始阶段，需要严格按照规定流程保证钻塔的安全，注意保持钻机的中心、钻杆与井口在一条直线上，时刻关注钻机所处的位置，使钻机一直处于水平状态并将井斜控制在最小范围内。尽量轻压慢转，严格控制钻进的速度使偏眼或下部套管甩脱的现象少发生或者不发生。

2 取心过程的注意事项

如果参数井井底的岩屑过多，势必会影响取心过程，甚至带来严重的后果。因此，在进行取心的过程中，需要时刻保证井内清洁，确保钻进过程中遇到的大块残渣或掉落物能够及时排除。同时要维持泥浆的性能稳定，对冲洗液高度重视并加以控制，根据不同的钻进环境在实际情况中调节冲洗液的成分。如果井底岩屑量太多，对正常取心作业的进行造成威胁时，则应迅速停止投放内管，清除干净井底的岩屑再继续进行取心操作。反复核对取心外管与内管之间的间隙，准备工作做足后再投放内管，并确保钻具均能够顺利的通过内管。