煤层气井储层保护钻井工艺分析.pdf

工程建设与设计工程建设与设计 Construction 储层保护； 钻井工艺 [Keywords] coalbed methane wells; reservoir protection; drillingprocess 【 中图分类号】 TD842 【 文献标志码】 A 【 文章编号】 1007-9467 2020 07-0202-03 [D01]10.13616/j. cnki. gcjsysj.2020.07.073 1 引言 我国煤层气资源相对丰富， 是我国气产量重要组成部分， 现阶段， 经济社会建设中对能源需求不断增多， 煤层气钻井工 作量也在随之增加， 分析煤层气储层， 虽然埋层相对较戊， 但 分析煤层自身特点,具有含水量高、 易受污染及系统容易产生 变化等特点， 且我国煤层裂缝交错,钻井难度也越来越大。因 【 作者简介】 张全盛（ 1978， 男 ,河南漯河人,工程师， 从事煤层气 钻井施工研究。 此， 必须结合煤层自身特点， 采取适合煤层特点且能保护周边 环境不受伤害的钻井工艺， 通过技术方法， 确保后续开发工作 顺利进行。 常见的煤层气井储层保护钻井工艺主要包括彳玉 钻井工艺、 屏蔽暂堵钻井工艺、 边喷边钻工艺等。 2 低压钻井工艺 低压钻井工艺是常见的液柱压力低钻井方法，数值与底 层压力相比或小或大， 钻井流体是水、 油基钻井液等。这种施 工工艺主要优势如下能确保煤层处于受压状态， 一定程度上 降低煤层敏感性， 可以降低压差,减少有害物质浸人到钻井液 2 02 中， 从而有效保护煤层， 这种钻井工艺技术主要有气体雾化钻 井 、 泡沫钻井、 欠平衡钻井hI。 2. 1 气体雾化钻井 地质勘查工作中， 一般在干旱严重地区， 多使用气体和雾 化钻井。在煤层保护工作中， 气体是一种常规流体， 能防止钻 井液、 化学添加剂、 煤屑等堵塞裂缝系统， 能避免煤吸收液体 后出现膨胀问题， 从ffl海低煤层孔隙度和渗透情况， 减少对煤 层伤害， 一般多适用于渗透较低、 高水敏煤层。但这种钻井一 般不能适应于底层相对复杂地区， 如底层出水、 坍塌,则需要 使用增压机等机械设备， 这种设备需要高、 中压力， 多数情况 下还需要进口。 同时， 施工中容易出现井下着火或爆炸问题的 发生， 最终造成对井下钻具的破坏， 因此应用范围相对较小， 不能适用于特殊底层钻井施工，在井眼出水不能用空气钻井 情况下， 则可以使用雾化钻井。根据调查显示,为确保煤层不 受伤害， 国外很多都采用煤层甲垸垂直井， 或采用空气及雾化 空气钻井， 这种设备成本相对较高， 在我国普及率相对较小。 2. 2 泡沬钻井 泡沫流体包括硬胶泡沫和稳定泡沫。硬胶泡沫主要是空 气 、 黏土、 稳定剂等配成稳定性能较好的分散体系， 稳定泡沫 是指空气、 流体及稳定剂等组成的分散体系。 硬胶泡沫使用寿 命相对较长，携带煤屑能力相对较强，且具有成本较低的优 势， 但对电解质污染相对比较敏感。 稳定泡沫能应用于不同污 染物、 地层水， 因此应用范围相对广泛w 。 2. 3 欠平衡钻井 钻井液液柱压力与底层孔隙压力相对较小时，钻井工艺 可以采用欠平衡钻井， 包括充气钻井、 井液钻井。充气钻井主 要是以气体为分散相、 钻井液为连续相,添加适量化学计量成 为气液混合稳定系统。 这 2 种工艺使用主要是降低孔内压差, 能有效减少对底层的伤害。 在多年发展中， 这种工艺技术应用 相对比较广泛， 且带来良好的经济效益,在防止油气藏伤害、 保护产能方面发挥着重要作用。缺点主要是无法完全消除外 来液相和固相对地层的伤害,容易出现漏失等问题[31。 3 屏蔽暂堵钻井工艺 工艺实践中有因孔壁处高压差存在，过平衡压力容易导 致钻井液中固相和滤液进人煤层,给地层带来很大伤害， 因此 一般需要避免使用。 但这种工艺施工相对比较方便， 钻井液选 择余地相对较大， 具有很强适用性,因此常被采用， 在遇到高 压地层和瓦斯相对突出层，一般使用过平衡钻井工艺⑷。 过平衡工艺施工容易引起严重储层伤害问题， 因此， 在实 践中需要科学合理地选择钻井液， 才能确保滤饼质量,并重视 屏蔽暂堵工艺应用。屏蔽暂堵工艺主要是利用暂堵剂,避免固 相渗透到更深煤层中,在实际封堵层实践中， 需要架桥、 填充、 封堵。架桥是最为关键一个环节,需要在短时间内形成， 才能 确保填充和封堵工作顺利开展。研究显示， 钻井液中,遇到一 些颗粒通过架桥作用下， 在岩石表面形成滤饼， 并确保颗粒不 会渗透到地层，因此，很多石油部门会据此来确定暂堵剂粒 度。当前， 油气田中常用颗粒状和纤维状屏蔽剂。对于裂缝型 煤层， 多采用纤维状颗粒， 在钻井完成后， 可以使用酸溶14暂 堵剂等w 。 4 边钻边完井工艺 这种工艺技术主要是借助人为力量，引诱煤层坍塌或产 生形变， 从而提升煤层渗透性。 这种钻井方法是国外煤层开发 工作中通过不断总结和创新得出的工艺，遇到煤层或地层漏 失严重、 应力敏感较强的地层堵塞时， 能采用钻井完井与陈石完 井工艺结合方法， 这种煤层连通性相对较好， 不需要后期酸化压 裂 ， 因此,在钻井中可以人为地诱导煤层产生W塌 ， 再处理好坍 塌物,最终形成一个大洞穴， 在盆地等地段应用较为普遍。 5 煤气层储层固井工艺探讨 在煤气层储层固井操作过程中，需要对环空压力加以控 制 ， 避免水泥浆过滤过程中出现一些细节性问题， 导致性能与 施工规范不相符， 进而影响施工质量。因此， 在实际工程施工 中 ， 必须要重视并做好水泥施工方案优化,结合工程实际， 制 定切实可行的方案，从而减少对煤气层储层及固井的质量 损害。 1 要严格控制好水泥浆密度， 选择密度相对较低的水泥 浆， 从而减少高温环境对储层的不利影响， 最终引起滤失量大 量增加。 在环空压力控制工作中,要确保压力与煤层孔隙压力 相接近,根据一般经验， 环空压力要比煤层渗透力低,但比井 眼；塌压力较大。 2 要有效控制水泥浆滤失量， 确保水泥浆稳定性， 这样能 避免煤储层受到伤害。 3 要控制好水泥浆注入速度， 一般采用低速均勻注入方 式,能有效控制环空压力w 。 工程施工技术工程施工技术 Construction Technology 203 6 结语 综上所述， 经济社会不断发展， 煤层气井开发研究工作越 来越重要， 在实际煤层气井储层开发工作中， 要重视做好钻井 施工工艺探讨， 避免带来煤层气井储层损害， 影响到后续开发 工作。因此， 要重视保护钻井工艺选择， 根据底层和煤层的实 际情况选择合适的施工工艺技术,要减少对煤层的伤害， 在钻 井方法中， 可以选择气体钻井、 雾化钻井、 泡沫钻井等钻井方 式 ， 不同的施工工艺特点也不同,要结合实际情况认真分析其 优缺点， 选择合适的工艺,做好煤气层井储层保护工作。当前， 我国煤层开发现状仍处于初级发展阶段，要确保钻井工艺的 合理性，需要重视钻井过程中煤层气储层保护，重视技术改 进,提升保护水平， 为后期煤层幵发工作开展奠定基础。di 【 参考文献】 【 1】 王建科.煤层气钻井过程对储层伤害及保护措施研究m.山西冶金, 2019593-94, 【 2】 李国红.浅谈煤层气钻井过程中的储层伤害与保护m.价值工程, 20192814-15, 工程建设与设计工程建设与设计 Construction Design For Project 【 3】 张全盛.赵建新， 段伟伟.煤层气钻井过程中的储层伤害与保护浅析 [J].内蒙古煤炭经济,20丨 9 16丨 64-166. 【 4】 刘国卫.煤层气钻井过程中的储层伤害及保护技术研究[Jj. 西部探 矿工程， 2019653-55. 【 5】单元伟. 煤层气井储层保护钻井工艺分析U |.石化技术,20194 107-108. 【 6】 蔡的妹.煤层气井储层保护钻井工艺分析一以湖南邵阳ZK2705 井为例[J].节能,2018834-35. 【 收稿日期】 2020-04-13 接 第 2 0 1页） 4 监理要点 作为一个合格优秀的监理工程师，在监督的过程中需要 按照以下流程对沉降情况进行观测 1 对沉降测量方案进行全面审查,看其是否具有一定的 可行性。结合图纸内容要求， 计算其精确度。等到所有的审查 流程完成后,才可以制定科学的监理措施， 为后期的复核和检 査奠定基础。 2 在沉降测量控制点的设置中， 施工单位需要按照严谨 的态度进行复核。 3 从测量成果的报告单出发， 全面复核测量数据W。 5 结语 按照严格的测量规范要求，科学地对房屋的沉降进行观 测。选用同一水平尺， 按照相同的规格进行观测路线的设定。 在观测过程中,需要保证视野的清晰， 一般不会选择阳光直射 的天气进行测量。 为了提升测量的清晰度， 还需要对观测的内 容进行充分核算。 观测的过程中需要连续不断,不能出现停滞 的现象。在雨季前后,需要将精力集中在水准点的标高上， 看 其是否发生异常的变动。每一次的观测结果需要及时上报相 应的部门， 只有这样， 才能保证相关的应急方案制定。从实践 经验可知， 沉降观测的工作需要控制很多方面的因素,只有这 样才能减少安全事故的发生。 cfb 【 参 考 文 献 】 【 1】 陈坚荣.建筑物沉降观测的基本要求与监理要点m.中国勘察设计, 2009346-48, 【 2】 赵国梁， 王丽,符天超. 建筑物沉降观测基本要求[J].河南科技上半 月， 201279I. 【 3】 时建兵,张棋云， 曹雷鸣.高层建筑施工中沉降观测技术的要求与应 用[J1.中州建设， 20111767-68. 【 4】 杨晓梁， 周太平.浅谈高层建筑物的沉降观测与数据处理基本要求 [J].江西测绘,20061225-26. 204 【 收稿日期】 2020-04-20