貴州畢節(jié)地區(qū)煤層氣鉆井技術(shù)研究

摘 要：通過分析貴州畢節(jié)地質(zhì)條件特點，結(jié)合已完鉆井資料，并與其它區(qū)塊進行對比，研究得出該區(qū)鉆井特點與難點，提出適合該區(qū)的鉆井提速提效等優(yōu)化鉆井技術(shù)方案，以促進加快畢節(jié)地區(qū)煤層氣鉆井技術(shù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：貴州畢節(jié)；煤層氣；鉆井技術(shù)；提速提效方案

1 地質(zhì)特性對鉆井技術(shù)的影響

貴州畢節(jié)地區(qū)屬于云貴高原烏蒙山片區(qū)，是典型的喀斯特地貌，地質(zhì)條件獨特且復(fù)雜，主要表現(xiàn)為：巖溶裂隙發(fā)育，地層差異性大且不穩(wěn)定，煤層數(shù)多，單層薄，地應(yīng)力大，煤層易破碎，煤層易受污染。該區(qū)鉆井資料顯示，煤層原地應(yīng)力、天然裂隙、煤體結(jié)構(gòu)、煤的堅固性系數(shù)、研磨性、可鉆性等是制約該區(qū)煤層氣鉆井工程的主要地質(zhì)因素[1]。

2 鉆井技術(shù)的特點與難點

2.1 井壁穩(wěn)定性差，容易發(fā)生井下復(fù)雜故障

該區(qū)煤層機械強度低，裂縫和割理發(fā)育，均質(zhì)性差，存在較高剪切應(yīng)力作用，井壁易失穩(wěn)。因而煤層段井壁極不穩(wěn)定，在鉆井過程中極易發(fā)生井壁坍塌、井漏、卡鉆甚至埋掉井眼等井下復(fù)雜，嚴重影響鉆井施工進度。

2.2 該區(qū)一開鉆進使用常規(guī)鉆井液體系與空氣鉆各自利弊

若采用空氣鉆進，優(yōu)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(nóng)糾紛。若采用常規(guī)鉆井液體系鉆進，優(yōu)點：避免影響附近房屋，工序簡單，周期短。缺點：容易發(fā)生井漏、井壁垮塌以及卡鉆，堵漏難度大，影響固井質(zhì)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(zhì)量

畢節(jié)地區(qū)巖溶裂隙發(fā)育，鉆井時易發(fā)生井漏，導(dǎo)致固井時常發(fā)生井漏，堵漏工藝復(fù)雜，多次堵漏，效果不明顯，井漏與堵漏一直是該區(qū)鉆井技術(shù)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(zhì)量。

3 鉆井技術(shù)對策

3.1 深入研究該區(qū)地質(zhì)特性，建立完善的煤層氣鉆井風(fēng)險評估體系

煤層氣鉆井風(fēng)險評估體系包括煤層井壁穩(wěn)定力學(xué)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(diào)查，通過物探資料對井下情況進行預(yù)判評估，比如易漏易垮塌，做好各種應(yīng)急預(yù)案。借鑒國內(nèi)外先進的煤層氣鉆井風(fēng)險評估體系。對地層巖性深入研究，可給優(yōu)化鉆井提速提效技術(shù)方案提供參考依據(jù)。

3.2 優(yōu)化鉆井液體系，增強鉆井液護壁性，減少井下復(fù)雜故障發(fā)生

井壁失穩(wěn)是制約煤層氣鉆采技術(shù)發(fā)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?？刹捎玫凸滔嗑酆衔镢@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?；蜓兄泼簩託饩畬Ｓ勉@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(wěn)定有效手段，安全鉆井液密度窗口可根據(jù)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(yōu)化堵漏方案，提高固井質(zhì)量

針對該區(qū)井漏問題，要做好前期工作，如現(xiàn)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(yōu)化堵漏方案，一般配方為：復(fù)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(xù)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(fā)生井漏，提高固井質(zhì)量。

3.4 調(diào)整井內(nèi)流體性能與鉆井參數(shù)，降低對煤層污染程度

嚴格執(zhí)行鉆井液設(shè)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(jié)與建議

①建立完善煤層氣鉆井風(fēng)險評估體系，包括煤層井壁穩(wěn)定力學(xué)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(qū)地質(zhì)特性，給優(yōu)化鉆井提速提效技術(shù)方案提供參考依據(jù)；②畢節(jié)地區(qū)煤層機械強度低，裂縫和割理發(fā)育，均質(zhì)性差，存在較高剪切應(yīng)力作用，井壁易失穩(wěn)。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(wěn)定有效手段；③畢節(jié)地區(qū)煤層易漏，鉆進過程中加入隨鉆堵漏劑，優(yōu)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(fā)生井漏，提高固井質(zhì)量；④建議加大力度開發(fā)水平井，鉆遇更多目的層，提高煤層氣采收率，可采用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)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(zhì)因素分析[J].煤炭技術(shù)，2016：2-5.

作者簡介：

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