煤層氣參數井鉆井施工難點及對策分析

和喜軍

（河南省煤田地質局四隊，鄭州450000）

1 引言

煤氣層即煤礦瓦斯，主要是存在于煤層中的非常規天然氣，多是以吸附方式存在。當前社會發展對能源需求不斷增多，對煤層氣的開采研究工作也越來越多，具有重要的現實意義。煤層氣開采能減少瓦斯帶來的安全風險，同時作為一種新能源，具有廣闊的市場前景。在煤層氣施工中，一般通過參數井獲得區域內所需煤層相關詳細信息，如煤層厚度、深度、周邊煤巖、縫隙發育、含氣量、溫度變化、滲透情況、儲層壓力、巖石物理特性等參數信息，這些數據為后期煤氣層開發提供一定依據，但在具體的參數信息獲取中存在一定難度，需要對相關技術加以研究分析【1】。

2 開發時煤氣層情況及所需技術分析

2.1 地層情況分析

地層條件對于鉆井取煤氣有重要影響，因此，在鉆井取煤氣過程中，必須重視對地層情況的分析。一般而言，地層從上到下包括黏土層、巖石層、砂巖、粉砂、菱鐵礦等，不同層次厚度不均勻，且層疊下有豐厚含煤層。含煤層本身結構也相對比較豐富，分析整個煤層結構，會呈現出相對較為傾斜狀態。

2.2 技術要求

煤層氣鉆井施工中，對技術要求較為嚴格，要確保鉆井工藝正常開展，必須重視對相關技術的研究。一方面，要重視研究整體井身結構，根據相關標準要求進行鉆井作業；另一方面，必須確保井整體質量和結構穩定性，并采取合理措施對鉆井液加以處理，重視鉆井液質量，確保符合鉆井要求。在遇到情況相對復雜的地層時，針對不同地層復雜情況，及時調整泥漿性能，以適應不同地層，才能確保鉆井施工順利進行【2】。

3 鉆井施工難點分析

煤層氣開發作業中，所涉及的施工項目相對較多，需要較長時間才能完成。在施工操作中，受多種因素影響，會給工程施工帶來很大難度，在施工中要善于發現問題，及時總結工程難點所在，以便后期遇到問題能妥善處理。

煤層一般處于地底下，深度幾十米深，因而風化帶相對比較嚴重，很多巖石破碎較為明顯，鉆入深度較深時，在鉆遇不同地層過程中，常常會出現井壁崩塌或漏失的問題，甚至會出現井斜超標現象，嚴重影響到鉆井施工順利進行。此外，巖層一般都有一定傾角，在巖層中層理和片理，巖層交錯，且煤層厚度都存在差異，鉆井過程中如果不加以注意，容易發生井斜超標現象。同時，遇到煤層時，礦體相對比較松軟，且強度相對較低，因此在取芯時存在很大困難，在煤層段如果采用清水，會影響到井壁穩定性，帶來坍塌問題，嚴重時會出現井直徑擴大現象，危險性較大，影響到整個施工安全性。此外，煤層儲層縫隙如果超過一定范圍值，且壓力相對較低，滲透性能較差，會導致一些高密度物質滲透到井中，最終給儲層帶來嚴重污染，影響到煤品質量【3】。

4 煤層氣參數井鉆井施工難點對策分析

煤層氣參數井鉆井施工中會遇到各種各樣的問題，影響到整體施工的開展。針對施工難點問題，要及時進行總結，并結合以往經驗和工程實際情況，多方面著手探討相應的解決策略。

4.1 儲層保護

4.1.1 鉆井液使用原則

有利于發現和保護氣層，在考慮工程需要的同時，力求實現近平衡鉆進。優化鉆井液體系，保證施工作業順利進行。

4.1.2 泥漿鉆井液使用與管理的關鍵技術

根據筆者單位多年鉆探經驗，特別是近3a在相鄰及相似工區施工中不斷摸索總結，配好、用好、管好鉆井液是保證鉆井質量、高效低耗的關鍵方法，在配好、用好、管好鉆井液過程中，只有掌握關鍵技術，嚴格按技術要求、維護要點執行，才能保證鉆井液始終符合鉆井要求，從而實現鉆井施工高質量、高效益。其關鍵技術如下：

1）嚴格按施工設計配比，高分子一定浸泡徹底，完全溶解、充分攪拌。

2）基本性能參數每小時測定1次，在班報中詳細記錄，根據測定性能參數，針對本班鉆遇巖層及時調整材料種類和加量，最大限度地保護孔壁并真正起到鉆井液就是鉆井“血液”的作用。

3）孔內出現情況變化，必須相應調整鉆井液性能，確保鉆井液能滿足安全鉆進需要，鉆井液性能調整準確、及時非常重要。

4）鉆井液性能參數對鉆井施工有很大影響。主要性能有密度和固相含量、流變特性（黏度和切力）、濾失性（泥漿失水量和泥餅厚度），以及含砂量、潤滑性、pH等，為鉆井液性能，在井場配備全套鉆井液性能測定儀器，以便隨時檢測鉆井液性能，并及時調整鉆井液性能參數，確保鉆井施工安全順利進行【4】。

4.2 鉆井取芯

1）為查明基底巖性含氣性及儲集物性，對煤層頂底板取芯，取芯收獲率達到85%以上，盡量保證巖芯直徑不小于60mm。具體取芯井段根據現場鉆井情況確定。要求錄井工程施工方提前預測取芯層段，并及時向項目組匯報，對相關情況和信息加以記錄【5】。

2）取芯鉆進前后，地質人員應丈量方入，準確算出進尺。取芯過程中，記鉆時，撈取砂樣，一方面可以與鄰井對比確定割芯位置，另一方面當巖芯收獲率很低時，可以幫助判斷所鉆地層巖性。并要特別注意觀察泥漿槽面氣顯示情況。

3）巖芯出筒時，應保證巖芯完整和上下順序不亂。接芯要注意先出筒巖芯的是下面地層，后出筒的是上面地層，切勿顛倒，并依次排列在丈量臺上。巖芯全部出筒后要進行清洗。

4）巖芯清洗干凈后，對好斷面，使茬口吻合，磨光面和破碎巖芯擺放要合理，由頂到底用尺子一次丈量，長度讀至厘米。用紅鉛筆劃1條丈量線，自上而下做出累積半米及整米記號，每個自然斷塊畫出1個指向鉆頭箭頭【6】。

5）將丈量完巖芯按井深自上而下、由左向右（以寫有井號一側為下方）依次裝入巖芯盒內，然后進行涂漆編號。巖芯盒內簡次之間用隔板隔開，并貼上巖芯標簽，注明筒次、深度、長度及塊數，以便區別和檢查。

5 結語

綜上所述，經濟社會的不斷發展，我國對能源需求量在不斷增加，煤層氣是我國重要清潔能源，在煤層氣參數井鉆井施工中，必須重視做好設備安裝，把握操作工具質量，并科學地選擇鉆井參數，確保各參數的合理性。結合工程具體實際，了解施工難點所在，并采取相關解決措施，提升鉆井施工操作科學性，確保參數的正確性。