黑龍江省鶴崗煤田群英山勘探區(qū)煤層氣HQ-01井地質(zhì)及工程設(shè)計(jì)[古柏書苑]

1、設(shè)計(jì)編號(hào)：CBM-2012-14黑龍江省鶴崗煤田群英山勘探區(qū)煤層氣HQ-01井地質(zhì)及工程設(shè)計(jì)（煤層氣參數(shù)及生產(chǎn)試驗(yàn)井）沈陽(yáng)歐亞?wèn)|地煤層氣科技有限責(zé)任公司2012年6月28日設(shè)計(jì)編號(hào)：CBM-2012-14黑龍江省鶴崗煤田群英山勘探區(qū)煤層氣HQ-01井地質(zhì)及工程設(shè)計(jì)（煤層氣參數(shù)及生產(chǎn)試驗(yàn)井）設(shè)計(jì)單位：沈陽(yáng)歐亞動(dòng)地煤層氣科技有限責(zé)任公司 項(xiàng)目負(fù)責(zé)：曹立剛 教授級(jí)高級(jí)工程師 審 核：郭海林 教授級(jí)高級(jí)工程師 設(shè)計(jì)編制：周啟哲 高級(jí)工程師 制 圖：高 洋 工程師沈陽(yáng)歐亞?wèn)|地煤層氣科技有限責(zé)任公司2012年6月28日建筑土木a目 錄前言1一、地質(zhì)設(shè)計(jì)11、基本數(shù)據(jù)12、鉆遇地層23、煤層預(yù)測(cè)34、構(gòu)造位

2、置45、煤層氣資源量估算46、最大主應(yīng)力估判77、地質(zhì)錄井項(xiàng)目7二、工程設(shè)計(jì)71、目的和任務(wù)72 、鉆井工程設(shè)計(jì)83、電測(cè)井工程設(shè)計(jì)104、氣測(cè)錄井工程設(shè)計(jì)105、煤層吸附實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)146、注入/壓降試井工程方案設(shè)計(jì)177、射孔、壓裂、井下作業(yè)工程方案設(shè)計(jì)188、排水采氣方案設(shè)計(jì)249 其它28建筑土木a前言煤層氣是賦存于煤層中的非常規(guī)天燃?xì)猓_發(fā)利用煤層氣具有新能源開發(fā)利用、礦山井下安全生產(chǎn)、大氣環(huán)境保護(hù)“一舉多得”的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。煤層氣產(chǎn)業(yè)開發(fā)是國(guó)家政策重點(diǎn)支持的節(jié)能、減排產(chǎn)業(yè)之一。鶴崗煤田位于黑龍江省東部，煤田分布范圍：南起新華區(qū)，北至細(xì)鱗河，西起煤系基盤，東至煤

3、層厚度尖滅帶，南北長(zhǎng)49km，東西寬3-10.45km，面積約300km2。本設(shè)計(jì)井位于群英山勘探區(qū)新興煤礦深部，義3斷層?xùn)|側(cè)，其范圍：南北走向長(zhǎng)5.4km2，東西傾斜寬平均約1.0km2，含煤面積約5.0km2。區(qū)內(nèi)已竣工煤田地質(zhì)鉆孔有80-10、80-1、69-1、75-1等，勘探程度很低。一、地質(zhì)設(shè)計(jì)1、基本數(shù)據(jù)根據(jù)龍媒集團(tuán)地勘公司技術(shù)部提供的參1井（HQ-01井）經(jīng)協(xié)商調(diào)整后，井口坐標(biāo)為X：120450，Y：123010，H：300m。1.1、井名：HQ-01井（參1井）1.2、井別：煤層氣參數(shù)及生產(chǎn)試驗(yàn)井1.3、井位：經(jīng)距：120450；緯距：123010；標(biāo)高：300m 1.4、構(gòu)

4、造位置：1.5、目的煤層：下含煤段：9、11、12、13、15、18-1、18-2號(hào)煤層。 1.6、完鉆層位：石頭河子含煤組中部含煤段18-2號(hào)煤層下。1.7、設(shè)計(jì)井深：1050.00m1.8、完鉆原則：18-2號(hào)煤層下50m。1.9、完鉆方式：煤層套管固井完鉆1.10、取芯方式：繩索取芯2、鉆遇地層HQ-01井預(yù)測(cè)鉆遇地層見下表：鉆遇地層表 表1地層單位深度厚度巖 性 特 征系統(tǒng)組段第四系10.0010.00表層為腐植土，其下灰白色砂礫石、粗砂、細(xì)砂及黏土組成下白堊統(tǒng)樺山組安民溝段150.00140.00安山巖、凝灰?guī)r、礫巖及凝灰質(zhì)泥巖猴石溝上段420.00270.00灰綠色砂巖、黃綠色安山

5、巖及凝灰質(zhì)粉砂巖猴石溝下段630.00210.00灰色含礫砂巖與粉砂巖互層，及安山質(zhì)礫巖上侏羅統(tǒng)石河子含煤組中部含煤段1050.00420.00主要由白灰色中砂巖、細(xì)砂巖、深灰色粉砂巖夾黑褐色碳質(zhì)泥巖、炭頁(yè)巖和煤層組成，主要煤層有9、11、15、18、21、22、27、30號(hào)煤層，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，常具分叉變薄或尖滅現(xiàn)象。3、煤層預(yù)測(cè)該井位于第8勘探線煤田地質(zhì)鉆孔79-12地面位置南40m左右，相鄰鉆孔有80-2、70-9孔，各孔見煤成果見下表：鉆孔煤層成果表 表279-12孔80-2孔70-9孔層號(hào)深度厚度層號(hào)深度厚度層號(hào)深度厚度3-296.512.3333-52.803.727-311.040

6、.7977-83.901.418-322.591.2288-70.601.909-372.110.249-366.871.669-114.900.8511-396.193.0311-419.141.401112-433.741.761212-128.100.3313-442.572.261313-141.300.471515-499.986.7615-183.308.0618-1-471.855.9018-1-573.238.5118-1-254.605.3618-2-481.495.9618-2-595.492.3118-2-266.904.87本井預(yù)測(cè)見煤深、厚度主要根據(jù)79-12孔及第8

7、勘探線地質(zhì)剖面形態(tài)結(jié)合相鄰鉆孔資料做如下預(yù)測(cè)： HQ-01井煤層預(yù)測(cè)表 表3煤層號(hào)91112131518-118-2底板深度700.00740.00790.00820.00900.00985.001000.00煤層厚度1.003.002.002.006.009.003.004、構(gòu)造位置該設(shè)計(jì)井位于義3號(hào)斷層下盤，各預(yù)測(cè)煤層距義3號(hào)斷層斜距9煤為100m，15煤為150m，18煤為300m，義3號(hào)斷層帶對(duì)本井預(yù)測(cè)主要15及18號(hào)煤層煤層氣賦存基本影響不大。該井輻射區(qū)域內(nèi)總體為單斜構(gòu)造，傾角30，由西向東逐漸變深，本井所處構(gòu)造區(qū)塊內(nèi)的高點(diǎn)位置。5、煤層氣資源量估算本區(qū)無(wú)鉆孔煤層解吸資料，僅收集新興

8、礦瓦斯資料如下：根據(jù)1993年?yáng)|煤公司安字25號(hào)文件，轉(zhuǎn)鶴崗礦務(wù)局46號(hào)文件把本礦定為高瓦斯礦井。最低為2002年，瓦斯相對(duì)涌出量為9.114 m3t，絕對(duì)涌出量為4.167 m3分，最高為1999年相對(duì)涌出量為22.045 m3t，絕對(duì)涌出量為36.479 m3分。（附歷年礦井瓦斯鑒定結(jié)果表和歷年回采工作面瓦斯量統(tǒng)計(jì)表） 歷年回采工作面瓦斯量統(tǒng)計(jì)表 表4年度開采地點(diǎn)場(chǎng)子號(hào)相對(duì)涌出量(m3/t)絕對(duì)涌出量(m3/min)1995二水平二石門左181層一區(qū)2133.8962.88441996二水平四石門后左22層三區(qū)2154.4143.60941997二水平四石門中右15層一區(qū)下段2125.21

9、53.98331998二水平一石門左27層一區(qū)2176.6124.50241999二水平四石門前右15層一區(qū)2195.9794.56782000二水平二石門前左15層二區(qū)2134.2073.50582001二水平二石門前左15層九區(qū)2183.7352.33412002二水平四石門后左21層二區(qū)2154.0053.33772003二水平五石門中左182-1層一區(qū)2154.2443.24182004二水平三石門293層二區(qū)2193.1801.77012005二水平二石門左22層三區(qū)2185.2285.2831歷年瓦斯鑒定結(jié)果表 表5單位名稱鑒定時(shí)間(年)瓦斯(全礦井)二氧化碳(全礦井)相對(duì)涌出量(

10、m3/t)絕對(duì)涌出量(m3/min)相對(duì)涌出量(m3/t)絕對(duì)涌出量(m3/min)興山礦皮帶井199511.89136.66199610.33123.15012.96729.057199712.86428.95313.22429.7621998199922.04536.47921.43235.464200013.16130.10117.17339.277200116.31633.40623.64548.41220029.1144.1675.36114.216200312.38725.353200411.959124.69317.977316.4713200511.129724.37366.4

11、30815.5238跟據(jù)新興礦歷年瓦斯鑒定結(jié)果，及回采工作面瓦斯統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，確定本設(shè)計(jì)井煤層平均含氣量約為5.0m3/t。本井預(yù)測(cè)可采煤層壓裂總厚為25m，煤層平均密度為1.4t/m3，控制半徑按150m，面積為7.07萬(wàn)km2，采收率按30%估算，計(jì)算結(jié)果見下表：建筑土木aHQ-01井煤層氣預(yù)測(cè)產(chǎn)量估算表 表6煤層號(hào)底板深度煤厚壓裂段控制儲(chǔ)量預(yù)測(cè)產(chǎn)氣量深度m段厚m面積萬(wàn)m2煤厚m容重煤儲(chǔ)量萬(wàn)t含氣量m3/t煤層氣資源量萬(wàn)m3采收率%產(chǎn)氣量萬(wàn)m311740.003.00737.00-740.003.007.073.001.429.705.00148.503044.5012790.002.0078

12、8.00-820.0032.007.074.001.439.605.00198.003059.4013820.002.0015900.006.00894.00-900.006.007.076.001.459.405.00297.003089.1018-1985.009.00976.00-1000.0024.007.0712.001.4118.85.00593.9030178.2018-21000.003.00計(jì)25.007.0725.001.4247.505.001237.4030371.20估算結(jié)果：該井預(yù)測(cè)控煤儲(chǔ)量247.50萬(wàn)t，煤層氣資源量1237.40萬(wàn)m3，產(chǎn)氣量371.20萬(wàn)m3

13、。6、最大主應(yīng)力估判尚未收集到該區(qū)地應(yīng)力資料，但該井附近的義3號(hào)斷層走向與地層走向方位基本一致，可估判該設(shè)計(jì)井的最大主應(yīng)力方向應(yīng)為斷層的走向方向，基本為南北向。7、地質(zhì)錄井項(xiàng)目7.1、巖煤芯錄井本井自630.00m開始取芯鉆進(jìn)，至完鉆井深1050.00 m，其中目的煤層取芯9、11、12、13、15、18號(hào)煤層。7.2、氣測(cè)錄井由500m開始至完鉆井深1050.00m。7.3、注入壓降測(cè)試段預(yù)測(cè)在11、15、18號(hào)煤層中進(jìn)行；7.4、預(yù)測(cè)煤層壓裂段共4層，即11號(hào)煤層、12-13號(hào)煤層、15號(hào)煤層、18號(hào)煤層。二、工程設(shè)計(jì)1、目的和任務(wù) 根據(jù)鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)要求，通過(guò)工程實(shí)施達(dá)到地質(zhì)工作目的，本井

14、屬該區(qū)煤層勘探參數(shù)及生產(chǎn)試驗(yàn)井。 對(duì)目的煤層煤層氣解吸實(shí)驗(yàn)，獲取煤層煤層氣儲(chǔ)層參數(shù)：煤層氣含氣量、解吸氣成分、煤質(zhì)特征、煤巖特征、臨界解吸壓力、蘭米爾體積、蘭米爾壓力等煤儲(chǔ)層參數(shù)。 通過(guò)對(duì)目的煤層進(jìn)行注入壓降測(cè)試獲取煤儲(chǔ)層壓力、煤儲(chǔ)層滲透率、壓力梯度、煤層開啟壓力及閉合壓等相關(guān)煤儲(chǔ)層物理參數(shù)。通過(guò)氣測(cè)錄井，錄取煤系地層井段及相關(guān)地層的含氣情況，測(cè)量含氣層位的氣體含量及組分，測(cè)量目的煤層氣體含量和組分，尋找除目的煤層外的有益儲(chǔ)氣層，并為煤系地層的煤層取芯提供相關(guān)信息。 通過(guò)對(duì)本井實(shí)施生產(chǎn)、完井水力攜砂壓裂和排水采氣試驗(yàn)，獲取該區(qū)煤層氣可采性的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，并對(duì)該區(qū)提出煤層氣勘探開發(fā)利用評(píng)價(jià)報(bào)告。

15、1.1、主要內(nèi)容鉆井工程設(shè)計(jì)、取芯設(shè)計(jì)、氣測(cè)錄井工程設(shè)計(jì)、測(cè)井工程設(shè)計(jì)、煤層吸附實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、注入壓降工程設(shè)計(jì)、射孔工程設(shè)計(jì)、壓裂工程設(shè)計(jì)、排水采氣工程設(shè)計(jì)。2 、鉆井工程設(shè)計(jì)2.1、井身結(jié)構(gòu) 完鉆井深結(jié)構(gòu)見地質(zhì)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)柱面及井深結(jié)構(gòu)示意圖2.1.1、鉆井取芯設(shè)計(jì) 方案一：采用小井眼繩索取芯（91mm），擴(kuò)孔下套管固井完鉆。 方案二：采用215.9mm鉆頭大徑繩索取芯，下套管固井完鉆。 方案比較：利用小孔徑煤層繩索取芯，因井眼與取芯鉆桿間隙較小，易造成卡鉆，鉆桿折斷、脫落，對(duì)鉆井泥漿粘度、失水量及泥漿凈化使用要求較高，易造成孔內(nèi)事故，擴(kuò)孔時(shí)操作不當(dāng)，易形成孔斜及在劃眼擴(kuò)孔時(shí)造成褲襠衩，并鉆井周期較

16、長(zhǎng)。 采用大孔徑繩索取芯，對(duì)井眼安全有利，由于鉆井一次成井，可大大降低建井周期，控制井斜，大孔徑繩索取芯一次成井技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)煤層氣參數(shù)井實(shí)施中得以廣泛應(yīng)用。建議：優(yōu)選大孔徑煤層繩索取芯工藝技術(shù)進(jìn)行目的煤層煤層取芯。2.1.2、泥漿體系要求泥漿體系推薦表 表7序號(hào)井段鉆井液體系比重（g/cm3）漏斗粘度（s）流失量PH一開0.00-20.00坂土泥漿1.05-1.1040-50二開20.00-1050.00固相聚合物泥漿1.03-1.053054-92.1.3、井斜技術(shù)要求全井最大井斜不大于4度，每30m全角變化率不大于1度，井底位移不超過(guò)20m。2.2、固井設(shè)計(jì)2.2.1、固井設(shè)計(jì)推薦表固井

17、設(shè)計(jì)推薦表 表8套管程序固井泥漿比重（g/cm3）水泥等級(jí)水泥漿比重（g/cm3）水泥返高備注表層套管1.05-1.15A級(jí)1.85以上地面煤層套管1.05G級(jí)1.50-1.609煤頂以上250m完鉆測(cè)聲幅 井徑測(cè)量：選擇雙側(cè)向，確定井徑擴(kuò)大率，為固井提供可靠數(shù)據(jù)。 下套管時(shí)在底部加旋流套管扶正器，以提高頂替效率。 固井結(jié)束48小時(shí)內(nèi)測(cè)聲幅。 固井水泥返高在壓裂井段以上100-150m，固井質(zhì)量達(dá)到良好以上。 全井用清水試壓30mpa。10分鐘內(nèi)壓力不降為合格。2.3、地質(zhì)工作要求為取全取準(zhǔn)各項(xiàng)煤層氣地質(zhì)資料，了解該區(qū)煤儲(chǔ)層物性特征，特安排如下地質(zhì)工作：巖（煤）芯采取a：取芯井段選擇：630m

18、以上為無(wú)巖芯鉆進(jìn)，630m以下至18-2號(hào)煤底板為取芯段，見地質(zhì)設(shè)計(jì)柱狀圖。b：巖（煤）芯采取率：巖芯綜合采取率要求85%以上，煤芯95%以上。c：巖（煤）芯整理：巖（煤）芯從巖芯管取出洗凈后，按序放入巖芯箱內(nèi)，經(jīng)檢查無(wú)誤后，對(duì)巖（煤）芯進(jìn)行編號(hào)，煤芯自然干燥后進(jìn)行密封保護(hù)處理。d：巖（煤）芯編錄與描述：巖（煤）芯按1：50分層精度進(jìn)行編錄與描述。要求編錄及時(shí)、定名嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確、描述全面、重點(diǎn)突出。e：取芯過(guò)程盡最大可能減少煤層、煤芯泥漿污染，最好采取清水鉆進(jìn)。f：設(shè)計(jì)取芯段前10米處理好鉆井液，使鉆井液性能穩(wěn)定、井眼通暢、無(wú)垮塌、無(wú)沉沙、無(wú)卡、無(wú)阻后進(jìn)行試取，以檢查工具效果。工具下井前注意地面檢

19、查和組裝、保證質(zhì)量。g：取芯鉆進(jìn)過(guò)程中，隨時(shí)掌握地質(zhì)變化情況，根據(jù)鄰井地質(zhì)資料進(jìn)行地層對(duì)比，確定層位，在距煤層頂板10m時(shí)下見煤預(yù)告。h：取芯前，通知技術(shù)人員做好現(xiàn)場(chǎng)煤層解吸試驗(yàn)的準(zhǔn)備。3、電測(cè)井工程設(shè)計(jì)鑒于煤田測(cè)井在煤層定性解釋上的優(yōu)勢(shì)，本孔采用煤田測(cè)井體系測(cè)井。 測(cè)井內(nèi)容： 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井：全井進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井，用以劃分地層，差別巖性。深度比例為：全井1：200；煤層1：50。 測(cè)井項(xiàng)目有： 、深雙側(cè)向（LLD） 單位：歐姆米 橫向?yàn)閷?duì)數(shù)比例尺 、自然電位（SP） 單位：毫伏 、自然伽瑪（GR） 單位：API單位 、雙井徑（CAL） 單位：厘米資料要求：按煤田地質(zhì)勘探規(guī)范錄取全井地質(zhì)測(cè)井資料。4、氣

20、測(cè)錄井工程設(shè)計(jì)4.1、氣測(cè)錄井目的4.1.1、監(jiān)測(cè)鉆遇地層含氣情況。4.4.2、測(cè)量鉆遇地層中，各層氣體的含量和組份，尋找有益儲(chǔ)氣層。4.4.2、測(cè)量目的層氣體的含量和組份。4.2、氣測(cè)錄井方法泥漿氣測(cè)錄井是一種有效的煤層氣及其它含氣層的監(jiān)測(cè)技術(shù)，具有隨鉆連續(xù)測(cè)量，具有連續(xù)作業(yè)，自動(dòng)記錄，連續(xù)分析所含氣體組份的特點(diǎn)。該方法不受電性、巖性、物性及井溫等諸多因素的影響。 泥漿氣測(cè)錄井是通過(guò)鉆進(jìn)過(guò)程中的泥漿循環(huán)液將鉆頭切割層段的煤、巖石中的氣體帶到井口，經(jīng)泥漿脫氣器脫氣、干燥、凈化后由樣品泵分別送入全烴分析儀和氣相色譜柱進(jìn)行分析，經(jīng)分析，測(cè)定烴、非烴組分含量。各組份氣體經(jīng)氣、電轉(zhuǎn)換送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理

21、，同時(shí)在記錄儀上實(shí)時(shí)記錄。整個(gè)分析過(guò)程由計(jì)算機(jī)控制執(zhí)行，分析成果準(zhǔn)確可靠。氣測(cè)錄井是石油、天然氣、煤層氣勘探中重要而有效的勘測(cè)手段之一。4.3、氣測(cè)錄井設(shè)備儀器選擇4.3.1、設(shè)備優(yōu)選SY-數(shù)控氣測(cè)錄井系統(tǒng)，其主要性能如下：分析器 可對(duì)泥漿脫氣器脫出的未經(jīng)分離的氣體進(jìn)行含量分析。它有兩個(gè)熱敏燈絲，適用與分析不同含量的氣體。深度系統(tǒng) 深度傳感器采用光電碼盤，深度計(jì)量準(zhǔn)確，誤差可控制在0.25m以內(nèi)。脫氣器 該系統(tǒng)配有浮子式脫氣器和高速旋轉(zhuǎn)園筒攪拌式脫氣器，所以可根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇。該兩種脫氣器設(shè)計(jì)合理，效率高。流量控制系統(tǒng) 具有穩(wěn)定氣體流量，反吹清潔氣體管路等功能。數(shù)控中心 由計(jì)算機(jī)及接口電路

22、組成，是該系統(tǒng)的核心，控制系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)打印及后臺(tái)資料處理工作。4.3.2、SY-數(shù)控氣測(cè)錄井系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)：全烴：測(cè)量范圍：200ppm100%(甲烷) 重復(fù)誤差：15% 組分：測(cè)量范圍：30ppm100%(甲烷) 重復(fù)誤差：15% 熱導(dǎo)：測(cè)量范圍：2000ppm100%(CO2) 深度誤差：5cm/每單根長(zhǎng) 4.3.3、氣測(cè)錄井流程圖圖1 氣測(cè)錄井流程圖4.3.4、氣測(cè)錄井基本參數(shù)鉆時(shí)（每鉆進(jìn)1.0m、0.25m所用時(shí)間） 熱導(dǎo)及氣相色譜（烴組分及非烴組分含量數(shù)據(jù)） 泥漿泵參數(shù)（沖數(shù)、壓力、流量） 鉆頭及鉆具資料泥漿遲到時(shí)間（計(jì)算實(shí)際相結(jié)合） 泥漿參數(shù)（粘度、密度）4.3.5、

23、氣測(cè)錄井項(xiàng)目及要求 氣測(cè)錄井井段 下完表皮套管后，至鉆井深度500m，開始?xì)鉁y(cè)錄井到目的層下5m結(jié)束。 錄取資料要求： 四條曲線 烴含量曲線 烴組分曲線 非烴組分曲線 鉆時(shí)曲線 九項(xiàng)數(shù)據(jù) 全烴含量 甲烷含量 乙烷含量 丙烷含量 異丁烷含量 正丁烷含量 氫氣含量 二氧化碳含量 鉆時(shí)4.3.6、工程工藝技術(shù)要求 按地質(zhì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行氣測(cè)錄井，每鉆完一單根必須校對(duì)井深，每單根深度誤差小于0.1米。 儀器靈敏度必須每日進(jìn)行檢查。 儀器必須定期做有工作曲線。 非顯示井段每20m分析一次組分和非烴組分。鉆時(shí)突然變小及氣異常反映井段必須加密進(jìn)行組分分析。 井場(chǎng)必須有穩(wěn)定的電源。 鉆井隊(duì)與氣測(cè)錄井中隊(duì)密切配合，

24、按氣測(cè)錄井規(guī)程施工，取全取準(zhǔn)氣測(cè)錄井資料。4.3.7、提交資料 氣測(cè)原始記錄曲線(一份) 遲到時(shí)間記錄表(一份) 氣測(cè)原始記錄數(shù)據(jù)磁盤( 軟盤) 氣測(cè)后效觀察記錄表(一份) 氣測(cè)錄井綜合解釋報(bào)告(10份) 氣測(cè)錄井綜合解釋圖(10份) 氣測(cè)錄井綜合解釋表(10份)5、煤層吸附實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)5.1、煤層解吸實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)對(duì)目的煤層煤層氣解吸實(shí)驗(yàn)及物理化學(xué)分析獲取煤儲(chǔ)層的基本參數(shù)：儲(chǔ)層氣含量、解吸氣成分、煤質(zhì)特征、煤巖特征、臨界解吸壓力、蘭米爾體積、蘭米爾壓力等儲(chǔ)層參數(shù)。5.2 樣品采集及分析測(cè)試項(xiàng)目技術(shù)要求5.2.1 樣品采集及分析測(cè)試項(xiàng)目計(jì)劃 根據(jù)煤層氣HQ-01井地質(zhì)及工程設(shè)計(jì)及中華人民共和國(guó)國(guó)家

25、標(biāo)準(zhǔn)煤層氣含量測(cè)定方法(GB/T 19559-2004)要求，樣品采集原則如下： 根據(jù)煤層氣HQ-01井地質(zhì)及工程設(shè)計(jì)及本井煤層發(fā)育情況，9、11、12、13、15、18-1、18-2煤層采集煤層氣含量測(cè)定樣品11個(gè)，氣體成分分析33個(gè)，煤的工業(yè)分析及煤的宏觀描述各1個(gè)，煤的元素分析、煤的孔隙率測(cè)定、煤巖顯微組分定量分析樣品各1個(gè)，等溫吸附試驗(yàn)1個(gè)、煤的鏡質(zhì)組最大反射率煤芯樣品1個(gè)、煤巖力學(xué)分析樣品各1個(gè)。5.2.2、取芯原則 煤芯上提時(shí)間，在鉆井工藝允許的情況下滿足從割芯起鉆開始到提出井口止的時(shí)間不得超過(guò)規(guī)定時(shí)間，即20min。 為減少煤芯的氣體損失，取芯提鉆時(shí)應(yīng)邊提鉆邊往井內(nèi)注入鉆井液，使

26、鉆井液盡可能地充滿井筒，從而盡可能地縮短煤芯在空氣中的暴露時(shí)間。煤芯到達(dá)地面后，迅速進(jìn)行丈量，簡(jiǎn)單描述和拍照后，及時(shí)裝入事先檢驗(yàn)好的煤層氣解吸罐中，并立即開始現(xiàn)場(chǎng)解吸。 為了避免鉆井液沖刷煤芯，采取煤芯時(shí)應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)無(wú)固相鉆井液，低排量鉆進(jìn)。5.2.3、主要儀器 樣品分析測(cè)試使用的主要儀器為美國(guó)目前采用的煤層氣解吸設(shè)備。5.2.4、各項(xiàng)測(cè)試技術(shù)要求5.2.4.1、氣含量測(cè)定 氣含量測(cè)定按中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)煤層氣含量測(cè)定方法及煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。技術(shù)要求如下：5.2.4.1.1、現(xiàn)場(chǎng)解吸(1)、準(zhǔn)確記錄煤樣采樣時(shí)間，精確到分，即起鉆時(shí)間(T1)、鉆具提到井口時(shí)間(T2)、煤樣裝罐時(shí)間(T3)、開

27、始解吸測(cè)定時(shí)間(T4)。(2)、煤芯提出井口后，應(yīng)盡快拆開煤芯管，迅速將煤樣裝進(jìn)密封罐，煤芯在空氣中的暴露時(shí)間不得超過(guò)10分鐘。自然解吸后再進(jìn)行煤巖宏觀描述、裂隙統(tǒng)計(jì)等工作。(3)、取出煤芯后，對(duì)于柱狀煤芯，采集中間含夾矸少的完整部分，對(duì)于粉狀及塊狀煤芯，要剔除矸石、泥皮及磨燒變質(zhì)部分，保持自然狀態(tài)裝入密封罐內(nèi)，不可壓實(shí)，罐口保持約1厘米的空隙。(4)、煤層氣解吸速度的確定。自然解吸時(shí)，每間隔一定時(shí)間測(cè)定一次，其時(shí)間間隔依氣量大小和罐內(nèi)壓力而定。 讀數(shù)間隔規(guī)定：裝罐結(jié)束第一次測(cè)定為5min，以后每隔10min、15min、30min、60min間隔各測(cè)定1h，然后120min測(cè)定2次，直至累計(jì)

28、滿8h，同時(shí)記錄氣溫、大氣壓、水溫等數(shù)據(jù)。在解吸初期的8小時(shí)內(nèi)，要頻繁、連續(xù)的記錄解吸時(shí)間和解吸氣量，從而保證損失量的準(zhǔn)確計(jì)算。8小時(shí)以后，視解吸氣量情況適當(dāng)減少讀數(shù)次數(shù)，延長(zhǎng)時(shí)間間隔，可4小時(shí)、8小時(shí)、12小時(shí)或24小時(shí)記錄一次。解吸結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，以七天內(nèi)每天解吸量小于等于10cm3為結(jié)束點(diǎn)。5.2.4.1.2、殘余氣測(cè)量 在密封罐中粉碎煤樣至60目以下，然后測(cè)量殘余氣量。5.2.4.1.3、損失氣量計(jì)算方法 測(cè)定數(shù)據(jù)需全部輸入微機(jī)，解吸氣體積換算至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，用USBM方法求取損失氣量。5.2.4.1.4、氣體樣品的采集為了獲取煤層氣解吸氣體組分特征，依據(jù)設(shè)計(jì)要求，自然解吸階段每個(gè)煤芯樣品采集3

29、個(gè)解吸氣體成分分析樣品。采集氣樣的時(shí)間分別為煤芯樣品解吸的第4h、第24h和第4天。5.2.4.1.5、等溫吸附實(shí)驗(yàn)（1）采樣 對(duì)目的煤層采集有代表性的樣品進(jìn)行等溫吸附試驗(yàn)。每個(gè)等溫吸附試驗(yàn)取6080目(0.1500.250mm)煤樣300克左右，并恢復(fù)其平衡溫度。（2）試驗(yàn)方法 模擬地層溫度、濕度，用甲烷氣進(jìn)行等溫吸附曲線測(cè)試。（3）報(bào)告形式 給出各壓力點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的吸附量，等溫吸附曲線和最大吸附量VL及蘭氏壓力PL。并結(jié)合氣含量值給出臨界解吸壓力值。（4）完成等溫吸附試驗(yàn)完成單位本井等溫吸附試驗(yàn)由中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院完成。5.2.4.1.6、工業(yè)分析 按國(guó)標(biāo)GB212-92方法測(cè)定煤

30、層水分、灰分、揮發(fā)分并計(jì)算求取固定碳。提供空氣干燥基C、H元素的百分含量。5.2.4.1.7、氣體成分分析 對(duì)所采氣樣進(jìn)行氣相色譜分析，提供無(wú)空氣基CH4含量、重?zé)N含量、N2含量和CO2含量。技術(shù)要求按國(guó)標(biāo)GB/T3610-92。5.3、提交資料5.3.1、煤芯樣品損失量計(jì)算圖5.3.2、煤芯樣品自然解吸原始記錄表5.3.3、煤芯樣品煤層殘余氣測(cè)定原始數(shù)據(jù)5.3.4、煤芯樣品累計(jì)解吸曲線圖5.3.5、煤的工業(yè)分析檢驗(yàn)報(bào)告5.3.6、煤的元素分析檢驗(yàn)報(bào)告5.3.7、煤的鏡質(zhì)組反射率測(cè)定結(jié)果5.3.8、煤巖顯微組分鑒定報(bào)告5.3.9、等溫吸附實(shí)驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告5.3.10、煤層氣組分分析檢測(cè)報(bào)告5.3.

31、11、煤物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告5.3.12、916井（煤層氣參數(shù)及生產(chǎn)試驗(yàn)井）采樣測(cè)試分析報(bào)告6、注入/壓降試井工程方案設(shè)計(jì)注入/壓降試井工程目的：通過(guò)原始地層地應(yīng)力測(cè)試，獲取測(cè)試煤層、煤儲(chǔ)層滲透率、煤層壓力、壓力梯度、地層開啟、閉合壓力等儲(chǔ)層物性參數(shù)。6.1、選擇可靠封隔器坐封點(diǎn)，通過(guò)中間測(cè)井獲取測(cè)試層段、井徑、坐封點(diǎn)巖性上下封隔段應(yīng)選泥巖坐封點(diǎn)。6.2、測(cè)試井場(chǎng)應(yīng)配備4-8m3清水水箱，并要求水質(zhì)清潔，濁度、沉積物應(yīng)符合水質(zhì)要求。6.3、起下井下測(cè)試工具由鉆井隊(duì)配合。6.4、考慮井眼安全，建議選用7英寸下井工具。6.5、資料要求：分單層測(cè)試提交注入/壓降試井報(bào)告。7、射孔、壓裂、井下作業(yè)工程方案

32、設(shè)計(jì)工程目的： 利用清水加砂的方式對(duì)已完鉆井的煤層進(jìn)行水力攜砂壓裂，改造煤儲(chǔ)層產(chǎn)出條件，提高煤層氣井產(chǎn)氣量，并通過(guò)排采求取各種生產(chǎn)參數(shù)，達(dá)到生產(chǎn)井投產(chǎn)目的。工程任務(wù)： 該項(xiàng)工程包括以下主要任務(wù)： 射孔、壓裂、下泵、裝井口、試抽等。 壓裂改造的目的層：依據(jù)方案設(shè)計(jì)目的煤層。 實(shí)施壓裂條件依據(jù)各單井基本數(shù)據(jù)表。7.1、射孔壓裂工程技術(shù)方案7.1.1、壓裂工程總體安排 根據(jù)工程任務(wù)實(shí)施條件，壓裂工程總體安排如下： 進(jìn)行射孔作業(yè)。 采用清水加砂壓裂的方式對(duì)目的煤層進(jìn)行壓裂。7.1.2、射孔 射孔原則：所選彈型能夠穿透固井水泥環(huán)，保證煤層與井眼連通。 射孔方案：89槍102彈、90相位螺旋布孔、射孔密度

33、為16孔/米，射孔層段應(yīng)控制在壓裂目標(biāo)層段內(nèi)。 射孔技術(shù)要求：發(fā)射率高于90%，射孔時(shí)要求井內(nèi)液面在井口，射孔結(jié)束后觀察液面變化情況。7.1.3、壓裂液優(yōu)選 壓裂選擇清水，其推薦配方和性能要求為： 清水壓裂液：清水+2.0% KCL。 技術(shù)要求：配液用水需精細(xì)過(guò)濾，配完的壓裂液要進(jìn)行充分的循環(huán)攪拌，混合均勻；按照中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)煤層氣壓裂技術(shù)規(guī)程執(zhí)行。7.1.4、支撐劑 類型：石英砂。（蘭州） 粒徑：20/40目中砂（0.45-0.85mm），16/20目粗砂（0.85-1.18mm）。 技術(shù)要求：圓度不低于0.8，球度不低于0.8，清潔無(wú)雜質(zhì)。7.1.5、施工參數(shù)壓裂施工設(shè)計(jì)原

34、則采用由低到高階梯加砂，平均砂比不低于10%，施工最后階段，砂比不低于15%。施工排量8m /min以上。7.1.6、壓裂規(guī)模 11煤壓裂段壓裂規(guī)模：前置液400m3，攜砂液600m3，其中，中砂50m3，粗砂（尾砂10m3）。 15、18煤壓裂段壓裂規(guī)模：前置液200m3，攜砂液600m3，其中，中砂50m3，粗砂（尾砂10m3）。7.1.7、調(diào)層采用井筒填砂調(diào)層，層間填砂間距一般應(yīng)20m，填砂沉降時(shí)間應(yīng)保證達(dá)到設(shè)計(jì)砂面高度要求。7.1.8、施工程序及注入方式 壓裂程序：通洗井射孔壓裂關(guān)井?dāng)U壓返排下泵裝井口試抽。 壓裂方式：光套管注入。7.2、工序技術(shù)、質(zhì)量要求7.2.1、通井 目的：檢查井

35、筒質(zhì)量，保證施工要求。 要求：（1）通井規(guī)外徑小于套管內(nèi)徑68mm，大端長(zhǎng)度不小于0.5m，射孔完成的井應(yīng)通至人工井底。（2）實(shí)探人工井底時(shí)，重復(fù)兩次，測(cè)得人工井底深度誤差要小于0.5m。（3）對(duì)遇阻井段應(yīng)分析或?qū)崪y(cè)打印證實(shí)遇阻原因，經(jīng)整修后再進(jìn)行通井。7.2.2、洗井 目的：清洗井筒，為后續(xù)工作準(zhǔn)備良好的井筒條件。 要求：（1）洗井液水質(zhì)要求： a.固體懸浮物含量小于2mg/L； b.總含鐵量小于0.5mg/L； c.含油量小于30mg/L； d.pH值為6.58.5； e.洗井液的相對(duì)密度、粘度、pH值和添加劑應(yīng)符合施工設(shè)計(jì)要求。（2）洗井液儲(chǔ)備量為井筒容積的兩倍以上。（3）進(jìn)出口相對(duì)密度

36、應(yīng)一致，出口液體干凈無(wú)雜質(zhì)污物。（4）洗井液不得漏入地層，最大限度地減少對(duì)地層的污染和損害。7.2.3、射孔目的：射穿套管、水泥環(huán)，射開煤層，溝通產(chǎn)層與井筒。要求：（1）射孔前，井筒內(nèi)液體替換為2.0%KCL溶液。（2）以聲、放、磁測(cè)井圖為準(zhǔn),用自然伽瑪和磁性定位進(jìn)行校深。7.2.4、換井口裝置（1）檢查、丈量并記錄好新?lián)Q井口裝置的法蘭短節(jié)、四通和油管頭等規(guī)格及有關(guān)數(shù)據(jù)。（2）重新校核套補(bǔ)距和油補(bǔ)距。（3）壓裂時(shí)，安裝350#井口，壓裂后，換裝250#井口。7.2.5、壓裂施工準(zhǔn)備 壓裂現(xiàn)場(chǎng)要求（1）在壓裂設(shè)備出發(fā)前，應(yīng)對(duì)道路、井場(chǎng)進(jìn)行勘察。（2）設(shè)備擺放時(shí)，應(yīng)安排好混砂車與管匯車、管匯車與壓

37、裂泵車、壓裂泵車踞井口的距離。儀表車應(yīng)安放在能看到井口，視野開闊的地點(diǎn)。壓裂液、支撐劑選擇要求（1）壓裂用液及入井液要清潔，壓裂液配液用水需精細(xì)過(guò)濾。（2）壓裂儲(chǔ)液罐清潔無(wú)殘存液體及雜質(zhì)，檢查合格后方可使用。（3）添加劑夠量,支撐劑型號(hào)和數(shù)量符和設(shè)計(jì)要求并檢查其清潔程度和大小。（4）現(xiàn)場(chǎng)要求配備范35粘度計(jì)，配液及返排時(shí)測(cè)液體粘度。（5）配置壓裂液需充分循環(huán)攪拌，混合均勻。壓裂井口要求（1）所選壓裂井口的銘牌耐壓強(qiáng)度應(yīng)大于設(shè)計(jì)施工最高井口壓力。（2）套管升高短節(jié)組配要與煤層套管規(guī)格、鋼級(jí)、壁厚相符，并用密封帶上緊。（3）壓裂管柱質(zhì)量載荷大于400kN時(shí)應(yīng)對(duì)套管頭進(jìn)行加固。（4）壓裂井口要全部裝

38、齊，螺絲對(duì)稱上緊，以確保耐壓，閥門應(yīng)開關(guān)靈活，井口用鋼絲繩將四角繃住地錨固定送往井場(chǎng)之前要全部裝齊試壓合格。（5）生產(chǎn)閘門出口接一條硬放噴管線，端部接120彎頭入排污坑或儲(chǔ)液罐內(nèi)，并固定牢靠。壓裂設(shè)備技術(shù)要求（1）按設(shè)計(jì)要求配齊壓裂主機(jī)及輔機(jī)，數(shù)量及水馬力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)功率要求；（2）根據(jù)井場(chǎng)條件，合理擺放壓裂設(shè)備。高低壓管匯（1）低壓管匯a.混砂車排出泵管匯到主管匯至少接三根專用膠管。b.管匯到壓裂泵車的上水管線必須用纏有鋼絲的膠管，并盡可能減少?gòu)澢?。?）高壓管匯安裝a.對(duì)于88.9mm高壓管線，由井口到管匯車的連接順序應(yīng)為：井口、彎頭、壓力傳感器、放空三通、單流閥、管匯車，接成Z字形。 b.

39、所有高低壓管匯由壬頭均應(yīng)清洗干凈，敷機(jī)油，戴好并砸緊。壓裂施工（1）應(yīng)進(jìn)行至少一次瞬時(shí)停泵，并記錄瞬時(shí)停泵壓力。（2）測(cè)壓力降落時(shí)間應(yīng)為泵注時(shí)間兩倍以上。（3）壓裂泵車排空及地面高壓管匯試壓要求：a壓裂泵車循環(huán)的排空液應(yīng)返回混砂罐。b應(yīng)采用靜試壓方法試壓 。c試壓指標(biāo)，40MPa。d召開施工前安全、分工、技術(shù)交底會(huì)，明確最高限壓指標(biāo)。（4）泵前置液。（5）泵攜砂液。a.按設(shè)計(jì)要求，用選擇好的混砂車加砂模式進(jìn)行階段加砂。b.用儀表車監(jiān)控儀、密度計(jì)監(jiān)控?cái)y砂液砂比、密度，及時(shí)調(diào)整加砂速度，定期對(duì)攜砂液進(jìn)行取樣監(jiān)控。c.注意支撐劑輸送時(shí)的壓力變化，若壓裂時(shí)有脫砂砂堵預(yù)兆時(shí)，應(yīng)果斷采取調(diào)整砂比、調(diào)整排量

40、等措施。（6）泵頂替液，液量小于或等于設(shè)計(jì)液量。（7）記錄壓裂后壓力降落：測(cè)壓力降落時(shí)間應(yīng)為泵注時(shí)間2倍以上。壓后管理（1）排液原則a要及時(shí)測(cè)壓裂后砂面。b應(yīng)等裂縫閉合后再開井放噴。（2）排液要求a用3mm油嘴或針形閥控制放噴,觀察排出液體中是否有壓裂砂、煤屑。記錄放噴排液時(shí)間、壓力、排量、累計(jì)液量、pH值、粘度等。有氣體產(chǎn)出時(shí)，但不能連續(xù)測(cè)氣，要在出口處每班點(diǎn)火一次，進(jìn)行產(chǎn)氣情況描述；當(dāng)產(chǎn)氣連續(xù)時(shí)，需及時(shí)點(diǎn)火，禁止放空，并進(jìn)行產(chǎn)氣情況描述。b井口壓力降至0時(shí)，用壓裂管柱或下入油管探砂面，若砂面埋壓裂井段或砂面較高，則加深管柱用2.0%KCL溶液沖砂至井底。c沖砂后，下泵裝井口，進(jìn)行試抽，試抽

41、合格后，進(jìn)行交井。7.3、安全、環(huán)保及質(zhì)量要求7.3.1、安全（1）施工時(shí)，井口最高限壓40MPa； （2）壓裂井口送往井場(chǎng)之前要裝齊并試壓合格，施工前四角用鋼絲繩固定繃緊，并用地錨固定；（3）施工中一律聽從現(xiàn)場(chǎng)指揮統(tǒng)一指揮；（4）地面測(cè)試流程及壓裂管線均要向放水池內(nèi)放水；（5）施工時(shí)，需安裝防噴設(shè)備，做好防噴準(zhǔn)備。 7.3.2、環(huán)保及質(zhì)量（1）井場(chǎng)要有排污坑，出井水要全部入坑，坑內(nèi)應(yīng)進(jìn)行防滲處理；（2）剩余壓裂液應(yīng)回收，不得亂排亂放；（3）儲(chǔ)液罐清潔無(wú)殘存液體及雜物；（4）防火、防爆、防污染。7.4、提交資料要求7.4.1、施工設(shè)計(jì)書（一式五份，壓前審批）壓裂施工設(shè)計(jì)書7.4.2、分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告（一份原件，一份復(fù)印件，壓前提交）（1）水分析報(bào)告（2）壓裂液室內(nèi)評(píng)價(jià)報(bào)告（3）支撐劑室內(nèi)評(píng)價(jià)報(bào)告（4）壓裂液主要添加劑檢驗(yàn)報(bào)告7.4.3、壓裂資料（一式兩份，壓后現(xiàn)場(chǎng)立即提交一份）（1）壓裂施工記錄（2）壓裂施工曲線7.4.4、作業(yè)資料（一式兩份，現(xiàn)場(chǎng)提交）（1）施工日?qǐng)?bào)表（