淺論煤層氣參數井鉆探技術

王 博

(新疆維吾爾自治區煤層氣測試中心,新疆維吾爾自治區 烏魯木齊 830000)

改革開放以來，我國經濟迅速發展，對能源的需求量也日漸增多。能源問題一直是我國關注的重大問題，隨著我國可持續發展觀的實施與貫徹以來，清潔能源的開發和利用一直備受關注。近年來，煤層氣作為一種清潔能源，逐漸引起了人們的興趣。隨著煤氣層的勘探與開采力度的逐漸加大，對開展煤層氣鉆井技術的要求越來越高，因此研究煤氣層鉆探技術對加快煤層氣的開發具有重大意義。

參數井的鉆探能夠幫助人們進一步了解當地煤層氣的儲量與分布狀況，為確立開采方案提供依據，對煤層氣的順利開采起到了重要的作用。 新疆準南煤田煤層氣資源豐富 , 本文將以新疆準南煤田煤層氣參數井的鉆探過程為例，對鉆探技術進行了探討。

一、新疆準南煤田煤層氣參數井鉆探技術

據悉，新疆煤層氣資源量已達九點五萬億立方米，天然氣資源量達十點八萬億立方米。據了解，目前大部分的煤層氣資源因無法采集而被浪費。新疆每年約開采四千萬噸以上的煤炭，約有上億立方米的煤層氣流失到空氣中，僅2007年全疆各類煤礦自然排放到大氣中的煤層氣共約一點八億立方米，其中為降低煤井瓦斯濃度便于煤礦開采而人工抽放的煤層氣，就達到一千五百萬立方米。新疆煤田地質局稱，該局在煤層氣勘查開發方面去年取得了突破性進展，其所屬的一五六煤田地質勘探隊去年在阜康市施工的“阜試一井”去年底開始產氣，各項指標反應良好，日產氣量在兩千立方米左右。由于開采技術不斷獲得突破，煤層氣等接續資源正在受到普遍關注。新疆明確提出，到明年將新增探明煤層氣地質儲量四百億立方米，產量達到四億立方米。

準南煤田參數井鉆進的要求

煤層氣進行開采的整個過程中，在已經確定了煤層氣的具體開采位置、但還未制定進一步具體的開采計劃之前，為了深入了解新疆當地的地質構造、地層層序、巖相特征等一系列狀況，必須利用煤層氣參數井對新疆當地的地質構造進行勘探，了解煤層的深度、大體結構、總體厚度、煤的大致特點、儲層的壓力大小、含氣量及飽和度與等溫吸附特征等一系列的參數，為準確判斷煤層氣的預計開采價值以及開展后期的鉆探計劃大量的提供科學的依據。

由于煤層氣地層的巖性差異大，透水性強，導致鉆探效率不是特別理想，因此選擇適合新疆本地的設備和鉆探工藝對提高鉆探效率非常重要。新疆準南煤田的煤層厚度比較大且層數多，巖石的硬度分布在 Ⅱ～ Ⅴ，地層產形狀較陡峭，大概在45°～80°之間針對新疆本地的地質特點，我們對參數井鉆探設備選型及施工工藝作了研究，取得了一定成果。

為了確保鉆井的質量，在參數井進行鉆進時，要盡量將鉆井的水平方向位移控制在20m之內，且井斜最好不超過3°;為了保證結果具有代表性，我們要求煤心的采取率不低于95%、保持巖煤的采取率在85%以上，采樣的直徑要始終在60mm左右；除此之外，為了保證煤層氣在采樣時不發生大的逸散而對采樣結果的準確度造成影響，煤心從割心開始到提出參數井井口的這一過程中，要求每百米的上升速度在2min以內。

在設備鉆進的過程中，為了保證正常運轉泥漿凈化裝置，提高鉆進的速度，我們可以加入一些沖洗液來改善泥漿的流動性能。設立專門的管理人員對泥漿進行管理，并根據實際情況對其性能進行實時的監測與調整，確保沖洗液的特性能夠隨時滿足鉆進的需要。

二、參數井鉆進的操作過程

1 下鉆操作

在進行下鉆操作之前，應當對鉆井進行一次試通探明井內狀況，在確保井內沒有雜物的情況下，嚴格控制速度下放鉆機，盡量避免水眼發生堵塞的情形。如果在鉆進時遇到了阻礙，應該通過沖洗來減少劃眼的數量。當工具下放到距離井底3—5m的地方時應循環鉆井液。

2 鉆進操作

因為在下鉆以后的鉆進的過程中不能對鉆井液進行調整，為了避免在鉆進的過程中出現問題，所以在鉆進之前需要預先調整好所有設備的轉速，控制好排量并檢查看各項設備的工作狀況是否處于正常狀態。當設備進行鉆進時，保持送鉆均勻的速度至關重要，不能發生中途停泵或提升方鉆桿的情況。一旦鉆進的進尺變快，就要及時撈取巖心并且控制進尺在0.2—0.3m之內。

3 割心操作

鉆進達到事先預定的深度后，就應該馬上停泵回轉設備進行割心，上提鉆具時做到盡量快速與麻利。碰到地層較硬或者煤層發生夾矸的情況，可以選擇適當的磨心后再割心。

4 提心操作

在檢查相應的設備并確保設備能夠順利通過內筒之后，才能進行提心操作。上提設備時，初期的上提速度可以相對慢些，在確保內筒進入鉆桿之后再適當加快設備的提升速度。在確保采樣的質量的同時應當盡可能的縮短裝罐煤心上提與所用的時間。

三、參數井鉆進時的注意事項

1 鉆進過程的注意事項

在鉆進過程的初始階段，需要嚴格按照規定流程保證鉆塔的安全，注意保持鉆機的中心、鉆桿與井口在一條直線上，時刻關注鉆機所處的位置，使鉆機一直處于水平狀態并將井斜控制在最小范圍內。盡量輕壓慢轉，嚴格控制鉆進的速度使偏眼或下部套管甩脫的現象少發生或者不發生。

2 取心過程的注意事項

如果參數井井底的巖屑過多，勢必會影響取心過程，甚至帶來嚴重的后果。因此，在進行取心的過程中，需要時刻保證井內清潔，確保鉆進過程中遇到的大塊殘渣或掉落物能夠及時排除。同時要維持泥漿的性能穩定，對沖洗液高度重視并加以控制，根據不同的鉆進環境在實際情況中調節沖洗液的成分。如果井底巖屑量太多，對正常取心作業的進行造成威脅時，則應迅速停止投放內管，清除干凈井底的巖屑再繼續進行取心操作。反復核對取心外管與內管之間的間隙，準備工作做足后再投放內管，并確保鉆具均能夠順利的通過內管。

結語

煤層氣鉆探施工技術是一項綜合性的系統工程。為了達到設計要求與較高的鉆井效率,首先要研究含煤地層的地質構造、巖石的物理力學性質等一系列的地理特征,同時要根據煤層氣測試設備的工作特點,針對新疆準南煤田的地質特點制定出合理鉆探工藝,在技術上做好各項準備,提高煤層氣勘查鉆探技術,從而產生經濟效益。

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