确定井类

如题所述

煤层气开发活动中使用了3种类型的钻井方式,即采空区钻井、水平钻井和垂直钻井(图8-1)。

图8-1 煤层气井类型

采空区钻井是从采空区上方由地面钻入煤层采空区。采空区顶板因巷道支架前移而塌落,产生的裂缝使气体从井中排出。如果采空区附近还有煤层并和采空区相连通,则气体产出量增大。从采空区采出的气体因混有空气往往使热值降低。水平钻井有两种类型,一种是从煤矿巷道打的水平排气井,主要和煤矿瓦斯抽放有关。另一种是从地面先打直井再造斜,沿煤层水平钻进(排泄孔),其目的是替代垂直井的水力压裂强化(图8-2)。

图8-2 排泄孔钻井工艺

如果煤层出现渗透率各向异性,打定向排泄孔可以获得较高产量。该方法适于煤厚大于1.5m的煤层,但成本较高。垂直井是目前用于煤层气开采的主要钻井类型,它直接从地面钻入未开采的煤储层。依据钻井目的不同可将其分为4种类型,即取心资料井、测试试验井、生产井和观测井。在新勘探区,为建立地质剖面、掌握煤层及围岩的地质资料、估算资源量,就必须布置取心井,采取岩心和煤心样进行化验分析,特别是煤层顶底板附近的岩心,应了解其力学性质及封闭性能,同时采集煤心样进行含气量、渗透率测定以及常规工业分析、煤岩分析等。煤心样对于了解煤层深度、厚度、吸附气体含量、吸附等温线的测定以及解吸时间的确定等至关重要。为了满足煤心含气量测试的要求,常常采用绳索半合式取心装置,以缩短取心和装罐时间,减少气体散失。

对于选定的试验区,要进一步了解围岩的地应力和煤层的渗透性,掌握煤层的延伸压力(岩石扩张裂隙的最小应力)、闭合压力(岩石的最小水平应力)和小型压裂压力,选择压裂方向,进行压裂设计,就需要有试验井。由于地应力测试是在裸眼井条件下进行,所以试验井的钻井,必须保证井壁的稳定性,防止煤层有较大的扩径。为此,应采用平衡钻井工艺。

为开采煤层气,就必须打生产井。生产井的主要问题是稳定产层,减少储层污染伤害。因此,在生产井钻进时,应严格操作标准,采用平衡-欠平衡钻井工艺,使用低pH值(pH=5.5~7.5)的非活性泥浆,或采用雾化空气钻进、地层水钻进,尽量减少对煤的基质和矿物成分的影响,确保煤层割理(或裂隙)系统的清洁、畅通。

在生产开发区,为获取储层参数、掌握煤层气井的生产动态,还需要设置观测井,这类井常采用平衡钻井工艺和稳定的裸眼完井技木。

煤层气井的井孔设计应尽可能相互兼顾,做到一井多用,以降低费用。

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