煤层气参数井钻井施工难点及对策分析

和喜军

（河南省煤田地质局四队，郑州450000）

1 引言

煤气层即煤矿瓦斯，主要是存在于煤层中的非常规天然气，多是以吸附方式存在。当前社会发展对能源需求不断增多，对煤层气的开采研究工作也越来越多，具有重要的现实意义。煤层气开采能减少瓦斯带来的安全风险，同时作为一种新能源，具有广阔的市场前景。在煤层气施工中，一般通过参数井获得区域内所需煤层相关详细信息，如煤层厚度、深度、周边煤岩、缝隙发育、含气量、温度变化、渗透情况、储层压力、岩石物理特性等参数信息，这些数据为后期煤气层开发提供一定依据，但在具体的参数信息获取中存在一定难度，需要对相关技术加以研究分析【1】。

2 开发时煤气层情况及所需技术分析

2.1 地层情况分析

地层条件对于钻井取煤气有重要影响，因此，在钻井取煤气过程中，必须重视对地层情况的分析。一般而言，地层从上到下包括黏土层、岩石层、砂岩、粉砂、菱铁矿等，不同层次厚度不均匀，且层叠下有丰厚含煤层。含煤层本身结构也相对比较丰富，分析整个煤层结构，会呈现出相对较为倾斜状态。

2.2 技术要求

煤层气钻井施工中，对技术要求较为严格，要确保钻井工艺正常开展，必须重视对相关技术的研究。一方面，要重视研究整体井身结构，根据相关标准要求进行钻井作业；另一方面，必须确保井整体质量和结构稳定性，并采取合理措施对钻井液加以处理，重视钻井液质量，确保符合钻井要求。在遇到情况相对复杂的地层时，针对不同地层复杂情况，及时调整泥浆性能，以适应不同地层，才能确保钻井施工顺利进行【2】。

3 钻井施工难点分析

煤层气开发作业中，所涉及的施工项目相对较多，需要较长时间才能完成。在施工操作中，受多种因素影响，会给工程施工带来很大难度，在施工中要善于发现问题，及时总结工程难点所在，以便后期遇到问题能妥善处理。

煤层一般处于地底下，深度几十米深，因而风化带相对比较严重，很多岩石破碎较为明显，钻入深度较深时，在钻遇不同地层过程中，常常会出现井壁崩塌或漏失的问题，甚至会出现井斜超标现象，严重影响到钻井施工顺利进行。此外，岩层一般都有一定倾角，在岩层中层理和片理，岩层交错，且煤层厚度都存在差异，钻井过程中如果不加以注意，容易发生井斜超标现象。同时，遇到煤层时，矿体相对比较松软，且强度相对较低，因此在取芯时存在很大困难，在煤层段如果采用清水，会影响到井壁稳定性，带来坍塌问题，严重时会出现井直径扩大现象，危险性较大，影响到整个施工安全性。此外，煤层储层缝隙如果超过一定范围值，且压力相对较低，渗透性能较差，会导致一些高密度物质渗透到井中，最终给储层带来严重污染，影响到煤品质量【3】。

4 煤层气参数井钻井施工难点对策分析

煤层气参数井钻井施工中会遇到各种各样的问题，影响到整体施工的开展。针对施工难点问题，要及时进行总结，并结合以往经验和工程实际情况，多方面着手探讨相应的解决策略。

4.1 储层保护

4.1.1 钻井液使用原则

有利于发现和保护气层，在考虑工程需要的同时，力求实现近平衡钻进。优化钻井液体系，保证施工作业顺利进行。

4.1.2 泥浆钻井液使用与管理的关键技术

根据笔者单位多年钻探经验，特别是近3a在相邻及相似工区施工中不断摸索总结，配好、用好、管好钻井液是保证钻井质量、高效低耗的关键方法，在配好、用好、管好钻井液过程中，只有掌握关键技术，严格按技术要求、维护要点执行，才能保证钻井液始终符合钻井要求，从而实现钻井施工高质量、高效益。其关键技术如下：

1）严格按施工设计配比，高分子一定浸泡彻底，完全溶解、充分搅拌。

2）基本性能参数每小时测定1次，在班报中详细记录，根据测定性能参数，针对本班钻遇岩层及时调整材料种类和加量，最大限度地保护孔壁并真正起到钻井液就是钻井“血液”的作用。

3）孔内出现情况变化，必须相应调整钻井液性能，确保钻井液能满足安全钻进需要，钻井液性能调整准确、及时非常重要。

4）钻井液性能参数对钻井施工有很大影响。主要性能有密度和固相含量、流变特性（黏度和切力）、滤失性（泥浆失水量和泥饼厚度），以及含砂量、润滑性、pH等，为钻井液性能，在井场配备全套钻井液性能测定仪器，以便随时检测钻井液性能，并及时调整钻井液性能参数，确保钻井施工安全顺利进行【4】。

4.2 钻井取芯

1）为查明基底岩性含气性及储集物性，对煤层顶底板取芯，取芯收获率达到85%以上，尽量保证岩芯直径不小于60mm。具体取芯井段根据现场钻井情况确定。要求录井工程施工方提前预测取芯层段，并及时向项目组汇报，对相关情况和信息加以记录【5】。

2）取芯钻进前后，地质人员应丈量方入，准确算出进尺。取芯过程中，记钻时，捞取砂样，一方面可以与邻井对比确定割芯位置，另一方面当岩芯收获率很低时，可以帮助判断所钻地层岩性。并要特别注意观察泥浆槽面气显示情况。

3）岩芯出筒时，应保证岩芯完整和上下顺序不乱。接芯要注意先出筒岩芯的是下面地层，后出筒的是上面地层，切勿颠倒，并依次排列在丈量台上。岩芯全部出筒后要进行清洗。

4）岩芯清洗干净后，对好断面，使茬口吻合，磨光面和破碎岩芯摆放要合理，由顶到底用尺子一次丈量，长度读至厘米。用红铅笔划1条丈量线，自上而下做出累积半米及整米记号，每个自然断块画出1个指向钻头箭头【6】。

5）将丈量完岩芯按井深自上而下、由左向右（以写有井号一侧为下方）依次装入岩芯盒内，然后进行涂漆编号。岩芯盒内简次之间用隔板隔开，并贴上岩芯标签，注明筒次、深度、长度及块数，以便区别和检查。

5 结语

综上所述，经济社会的不断发展，我国对能源需求量在不断增加，煤层气是我国重要清洁能源，在煤层气参数井钻井施工中，必须重视做好设备安装，把握操作工具质量，并科学地选择钻井参数，确保各参数的合理性。结合工程具体实际，了解施工难点所在，并采取相关解决措施，提升钻井施工操作科学性，确保参数的正确性。