煤層氣井產(chǎn)能影響因素之一——固井質(zhì)量分析

摘 要:中國目前處于從煤層氣資源大國轉(zhuǎn)型為生產(chǎn)大國的關(guān)鍵時期，煤層氣勘探與開發(fā)活動取得突破，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在諸多問題。通過總結(jié)我國近期煤層氣勘探開發(fā)活動的進(jìn)展情況，指出產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要技術(shù)問題，清楚揭示煤層氣井施工的主要技術(shù)問題是非常必要的工作，以期對我國煤層氣勘探開發(fā)活動有所促進(jìn)。

關(guān)鍵詞:煤層氣勘探開發(fā) 影響因素 固井質(zhì)量

中圖分類號:TD823.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)12(b)-0063-01

煤層氣作為天然氣資源商業(yè)性開采，是世界油氣工業(yè)史上的一個重要里程碑。中國目前處于從煤層氣資源大國轉(zhuǎn)型為生產(chǎn)大國的關(guān)鍵時期，勘探與開發(fā)活動取得顯著進(jìn)展。但是煤層氣井產(chǎn)能、煤層氣采收率及其影響因素的研究成果較少，與煤層氣商業(yè)性生產(chǎn)階段技術(shù)需求之間存在較大差距。

糾其原因主要在于三個方面:其一，我國前期實踐多為開發(fā)試驗，對此沒有太多的需求，積累的資料也十分有限，難以滿足開展這一研究的要求;其二，煤層氣產(chǎn)能影響因素復(fù)雜，在技術(shù)上難以理清關(guān)鍵影響要素的頭緒;其三，煤層氣勘探生產(chǎn)部門注重開發(fā)技術(shù)本身的引進(jìn)推廣，無精力對付開發(fā)的終端(產(chǎn)能)綜合分析，研究機構(gòu)多數(shù)注重產(chǎn)業(yè)中——上游技術(shù)需求的研究而疏于對下游綜合技術(shù)的重視。

然而，在我國進(jìn)入煤層氣商業(yè)化開發(fā)的現(xiàn)今階段，該方面技術(shù)開發(fā)應(yīng)引起足夠重視，包括系統(tǒng)追蹤和分析排采動態(tài)，注重不同煤層氣井區(qū)地質(zhì)條件的對比分析，深化煤層氣解吸——滲流規(guī)律與機理的研究，開發(fā)科學(xué)性更強的數(shù)學(xué)模擬技術(shù)，建立新的煤層氣產(chǎn)氣機制等。通過分析研發(fā)出一套較為系統(tǒng)的煤層氣產(chǎn)能影響因素綜合分析與預(yù)測技術(shù)，保證開采活動的可持續(xù)發(fā)展。

1 煤層氣固井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

固井質(zhì)量驗收評級標(biāo)準(zhǔn)參照Q/CUCBM0301-2002《煤層氣鉆井工程作業(yè)規(guī)程》細(xì)化為四級進(jìn)行驗收評級。

全井固井質(zhì)量驗收評級標(biāo)準(zhǔn)(以生產(chǎn)套管固井質(zhì)量驗收評級為主)

(1)優(yōu)良:各次固井質(zhì)量均達(dá)到優(yōu)良。(2)合格:各次固井質(zhì)量均達(dá)到合格以上。(3)基本合格:各次固井質(zhì)量均達(dá)到基本合格以上。(4)不合格:有一次固井質(zhì)量達(dá)不到基本合格(特別是生產(chǎn)套管固井質(zhì)量達(dá)不到基本合格)。

2 固井質(zhì)量對煤層氣井產(chǎn)能的影響

(1)固井質(zhì)量直接決定煤層氣井的成井質(zhì)量，固井質(zhì)量達(dá)到《煤層氣固井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》才能視為成井，否則該井只能視為廢井。(2)固井質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響該井的煤層氣儲層封閉效果，封固不好將大大降低該井的產(chǎn)氣量，將導(dǎo)致該井的服務(wù)年限縮短，對煤層氣的開發(fā)造成極大的浪費。(3)固井質(zhì)量不良還影響生產(chǎn)井網(wǎng)的綜合產(chǎn)能，它將破壞煤層氣儲層整體的天然氣密平衡，間接影響煤層氣耙區(qū)的設(shè)計預(yù)期，給煤層氣開發(fā)帶來不必要的損失。(4)固井質(zhì)量不好直接影響壓裂、排采施工的進(jìn)行，它將導(dǎo)致壓裂激勵的效果減小或造成儲層塌陷導(dǎo)致廢井，還可以導(dǎo)致單井產(chǎn)能在為零，刺穿上覆含水層，導(dǎo)致氣不不人為合層，給排采帶來極大困難。(5)如果一次固井質(zhì)量不合格，需經(jīng)二次射井，針對不合格層段擠水泥固井作業(yè)，這將導(dǎo)致生產(chǎn)套管內(nèi)生產(chǎn)套管還可以，但是如果清除不徹底，又未損壞生產(chǎn)套管還可以，但是如果清除不徹底，將導(dǎo)致壓裂激勵及下泵排采卡夾事故的發(fā)生。也有可能導(dǎo)致廢井。

3 固井質(zhì)量達(dá)標(biāo)是保證煤層氣井產(chǎn)能的根本

現(xiàn)結(jié)合沁南煤層氣田端鄭采氣區(qū)開發(fā)項目(潘河)PH86-03井固井闡述分析煤層氣井二次固井施工的可行性PH86-03井位于山西省沁水縣端氏鎮(zhèn)野鹿村北，構(gòu)造位置在山西沁水盆地東南緣單斜構(gòu)造。完鉆井深:538.00m，完鉆層位C3t。

該井2007年11月由山東省煤田地質(zhì)局第二勘探隊固井工程公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)套管固井作業(yè)。注入隔離液清水4.00m3，注入河南林川產(chǎn)G級水泥11.00t，水泥將平均密度1.60g/cm3，替液清水6.43m3，碰壓15Mpa，穩(wěn)壓30min，壓降0Mpa，試壓合格。放在候凝53小時后固井質(zhì)量測井，測井結(jié)果查明水泥返高不夠。

分析原因，由于施工過程中出現(xiàn)井漏，固堵漏采取措施不當(dāng)，導(dǎo)致堵漏效果不理想，同時固井施工時又未引起足夠重視，最后造成該井水泥返高不夠，未達(dá)到中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司煤層氣固井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)中聯(lián)公司同意，實施二次固井補救，(射孔擠水泥，注入前置液4.00m3，使用G級水泥13.00t，水泥漿密度1.80g/cm3，清水4.80m3，蹩壓候凝(7天)。然后用φ113mm平口PDC鉆頭掃水泥塞，充分循環(huán)排屑，經(jīng)通徑合格，進(jìn)行固井質(zhì)量測井，水泥預(yù)計返深286.00m，實際通深288.50m，固井質(zhì)量合格，經(jīng)生產(chǎn)套管試壓，蹩壓20Mpa，穩(wěn)壓30min，降壓為0Mpa，套管試壓合格。至此該井終于成井，為該區(qū)煤層氣開發(fā)挽回了不必要的經(jīng)濟(jì)損失，讓施工單位獲得了經(jīng)驗教訓(xùn)，為中聯(lián)公司煤層氣井二次固井施工開辟了先河。

4 煤層氣井固井補救方案二次固井的成功啟示

(1)通過PH80-03井二次固井的成功，讓我們每個從事煤層氣勘探施工的有關(guān)人中同清醒的認(rèn)識到，在任何煤層氣井施工的過程中，必須嚴(yán)格監(jiān)控鉆井液消耗量的變化情況，如果發(fā)現(xiàn)涌漏井現(xiàn)象，必須組織有關(guān)技術(shù)人員認(rèn)真分析研究，清楚提示該井的涌耗根源，采取科學(xué)合理的堵漏措施，嚴(yán)格實際涌漏層段的全面封堵，為后續(xù)工藝奠定良好的基礎(chǔ)。

(2)在完鉆后，生產(chǎn)套管固井施工前，及時真實詳細(xì)的向固井施工單位提示涌漏情況，以便固井施工單位制訂更加有針對性更加具體、有效的確保固井質(zhì)量的施工方案及切實可行的固井工藝。(如:a.低密度微珠漂粒水泥漿b.小排量注入等。)

(3)不論是鉆井施工單位，還是固井施工單位都應(yīng)責(zé)無旁貸的認(rèn)真把握每一個施工環(huán)節(jié)，盡職盡責(zé)的完成每一口煤層氣井的施工任務(wù)，杜絕僥幸心理，為我國煤層氣開發(fā)事業(yè)爭做貢獻(xiàn)。