貴州畢節地區煤層氣鉆井技術研究

摘 要：通過分析貴州畢節地質條件特點，結合已完鉆井資料，并與其它區塊進行對比，研究得出該區鉆井特點與難點，提出適合該區的鉆井提速提效等優化鉆井技術方案，以促進加快畢節地區煤層氣鉆井技術發展。

關鍵詞：貴州畢節；煤層氣；鉆井技術；提速提效方案

1 地質特性對鉆井技術的影響

貴州畢節地區屬于云貴高原烏蒙山片區，是典型的喀斯特地貌，地質條件獨特且復雜，主要表現為：巖溶裂隙發育，地層差異性大且不穩定，煤層數多，單層薄，地應力大，煤層易破碎，煤層易受污染。該區鉆井資料顯示，煤層原地應力、天然裂隙、煤體結構、煤的堅固性系數、研磨性、可鉆性等是制約該區煤層氣鉆井工程的主要地質因素[1]。

2 鉆井技術的特點與難點

2.1 井壁穩定性差，容易發生井下復雜故障

該區煤層機械強度低，裂縫和割理發育，均質性差，存在較高剪切應力作用，井壁易失穩。因而煤層段井壁極不穩定，在鉆井過程中極易發生井壁坍塌、井漏、卡鉆甚至埋掉井眼等井下復雜，嚴重影響鉆井施工進度。

2.2 該區一開鉆進使用常規鉆井液體系與空氣鉆各自利弊

若采用空氣鉆進，優點：鉆速快，可避免井漏與井壁坍塌。缺點：受地層出水影響，會被中斷施工，完鉆后仍要替成鉆井液，方可下套管，因空氣鉆震擊力度大，使用會影響附近村民房屋，引起工農糾紛。若采用常規鉆井液體系鉆進，優點：避免影響附近房屋，工序簡單，周期短。缺點：容易發生井漏、井壁垮塌以及卡鉆，堵漏難度大，影響固井質量，從而不易安裝井口裝置。

2.3 地層易漏，堵漏后地層承壓值不高，影響固井質量

畢節地區巖溶裂隙發育，鉆井時易發生井漏，導致固井時常發生井漏，堵漏工藝復雜，多次堵漏，效果不明顯，井漏與堵漏一直是該區鉆井技術瓶頸。有時堵漏成功后做承壓試驗，承壓值達不到固井時水泥漿的液柱壓力，地層承壓能力太弱，滿足不了固井要求，從而降低固井質量。

3 鉆井技術對策

3.1 深入研究該區地質特性，建立完善的煤層氣鉆井風險評估體系

煤層氣鉆井風險評估體系包括煤層井壁穩定力學評價，斷層、煤階和地層傾角等儲層特性的影響評估方法。前期做不低于300米的地表巖溶調查，通過物探資料對井下情況進行預判評估，比如易漏易垮塌，做好各種應急預案。借鑒國內外先進的煤層氣鉆井風險評估體系。對地層巖性深入研究，可給優化鉆井提速提效技術方案提供參考依據。

3.2 優化鉆井液體系，增強鉆井液護壁性，減少井下復雜故障發生

井壁失穩是制約煤層氣鉆采技術發展的主要問題之一。鉆井隊要加強鉆井液管理，增加護壁劑、提粘劑和潤滑劑等，鉆井液有良好流動性，提高電測一次成功率。可采用低固相聚合物鉆井液，以安全鉆進為主，重點是攜砂、防漏，且有利于提高鉆井速度。或研制煤層氣井專用鉆井液、控制鉆井液濾失量，增強濾液與地層配伍性，將是促進井壁穩定有效手段，安全鉆井液密度窗口可根據公式Max（Pc1，Pp）≤P≤Min（Pf，Pc2）來確定：式中，P為鉆井液的液柱壓力；Pp為地層孔隙壓力；Pc1為地層坍塌壓力；Pc2為地層剪切破壞壓力；Pf為地層破裂壓力。

3.3 優化堵漏方案，提高固井質量

針對該區井漏問題，要做好前期工作，如現場備足堵漏材料，鉆進過程中加入隨鉆堵漏劑，邊鉆邊堵，減少井漏可能性。井漏后，不盲目搶鉆，要優化堵漏方案，一般配方為：復合堵漏劑+鋸末+秸稈+棉籽殼等，成分粒度比較大，才能提高堵漏效果，有時漏失比較大時，直接采用水泥堵漏，候凝過后再繼續鉆進。為提高地層承壓能力，完鉆后進行承壓實驗，承壓值必須大于固井時水泥漿的液柱壓力，保證固井時不發生井漏，提高固井質量。

3.4 調整井內流體性能與鉆井參數，降低對煤層污染程度

嚴格執行鉆井液設計，維護好鉆井液性能。鉆井液密度附加值嚴格控制在0.05-0.10g/cm3之間，盡量取低值，保證實施近平衡壓力鉆井。采用鉀基無固相鉆井液，重點在提高鉆井液的抑制性，同時使鉆井液具有一定的造壁性、護壁性和懸浮、攜屑能力。

4 總結與建議

①建立完善煤層氣鉆井風險評估體系，包括煤層井壁穩定力學評價，斷層、煤階和地層傾角等儲層特性的影響評估方法，研究該區地質特性，給優化鉆井提速提效技術方案提供參考依據；②畢節地區煤層機械強度低，裂縫和割理發育，均質性差，存在較高剪切應力作用，井壁易失穩。加快研究煤層損害解除方法，研制煤層氣井專用鉆井液、控制鉆井液濾失量，增強濾液與地層配伍性，將是促進井壁穩定有效手段；③畢節地區煤層易漏，鉆進過程中加入隨鉆堵漏劑，優化堵漏方案，嚴格做好地層承壓實驗，提高地層承壓能力，確保固井時不發生井漏，提高固井質量；④建議加大力度開發水平井，鉆遇更多目的層，提高煤層氣采收率，可采用地質導向技術鉆水平井，提高目的層定向中靶率。

參考文獻：

[1]孫延明.影響煤層氣鉆井工程地質因素分析[J].煤炭技術，2016：2-5.

作者簡介：

石國波（1986- ），本科學歷，工程師，2008年畢業于西安石油大學石油工程專業，主要從事煤層氣鉆井技術研究和管理。