煤層氣參數(shù)井設(shè)計(jì)方案

煤層氣參數(shù)井設(shè)計(jì)方案3煤層氣參數(shù)井方案3.1目的與任務(wù)1主要目的（1）取全取準(zhǔn)各項(xiàng)地質(zhì)資料，評(píng)價(jià)東升煤田煤層的煤厚、煤質(zhì)、蓋層及含氣性。（2） 了解工業(yè)產(chǎn)能，進(jìn)一步評(píng)價(jià)煤層氣勘探前景，為試采和開發(fā)試驗(yàn)提供地質(zhì)數(shù)據(jù)。本區(qū)煤層氣勘探基礎(chǔ)資料較少，因此在開展煤層氣鉆探的同時(shí)，必須進(jìn)行鉆探動(dòng)態(tài)跟蹤分析和綜合研究，深化認(rèn)識(shí)。2主要任務(wù)獲取東升煤田煤層氣可靠的評(píng)價(jià)參數(shù)，主要項(xiàng)目包括：煤層厚度、埋深、煤巖、煤質(zhì)、割理和裂隙發(fā)育程度、煤體結(jié)構(gòu)、等溫吸附/解吸特征、含氣量、含氣飽和度、儲(chǔ)層壓力、煤層頂?shù)装鍘r性、巖石節(jié)理/裂隙、結(jié)構(gòu)/構(gòu)造、成分、巖石力學(xué)性質(zhì)、單井產(chǎn)氣量等參數(shù)。3.2井位部署1井位部署原則（1）煤田勘探程度高，地層、構(gòu)造、煤層厚度、地層傾角比較清楚。（2）煤層發(fā)育，單層厚度大，可采總厚度較大。（3） 煤層氣含量較高且穩(wěn)定性較好，其附近構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單或拉張應(yīng)力場(chǎng)（如向斜翼部和正斷層附近等）部位。（4） 煤的滲透性較好，煤層以原生結(jié)構(gòu)、碎裂煤為主，裂隙（煤層割理）較發(fā)育，避開構(gòu)造復(fù)雜區(qū)和構(gòu)造煤（碎粒煤、糜粒煤）發(fā)育地段。（5） 目標(biāo)煤層為礦區(qū)主要可采煤層，且埋深300~1000m，并避開采空區(qū)。（6）煤層氣含量面積大，資源量較大、資源豐度較高。（7）地形相對(duì)平緩、交通方便、施工條件相對(duì)較好等。按上述條件，可優(yōu)先考慮在東升井田東部施工1口煤層氣參數(shù)井，目的層為七2、六2、、四2、二1煤。東升井田參數(shù)井井位部署見圖3.1和表3.1六2-300 DS參-01..-123.65 七2煤層采區(qū)回風(fēng)下山 四2-500 七2煤層采區(qū)進(jìn)風(fēng)下山 七2煤層上下山保護(hù)煤柱線 圖3.1東升井田地面井位置示意圖表3.1東升井田地面井參數(shù)井名DS參X377145Y384260H設(shè)計(jì)一開深度50設(shè)計(jì)井深+260960939-013.3井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)井型為垂直井井型。采用二開的井身結(jié)構(gòu)方案：一開采用311.1mm鉆頭，鉆穿基巖風(fēng)化帶20米后，下入244.5mm表層套管，封固地表疏松層，礫石層，建立井口，注水泥全封固；二開采用215.9mm鉆頭，鉆至二1煤層底板以下60米完鉆，下入139.7mm生產(chǎn)套管，注水泥封固至地面，加固井身，延長(zhǎng)地面井瓦斯抽采時(shí)間。圖3.2DS參-001井井身結(jié)構(gòu)示意圖表3.2東升煤層氣參數(shù)井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)套管鉆頭井套管下套管層尺寸水泥返深尺寸深深（m）序（mm（mm）（m）（m））表層套311.150244.5地面管生產(chǎn)套215.9960139.7地面管備注具體井深和套管下入深度按井身結(jié)構(gòu)原則而定。3.4取芯設(shè)計(jì)表3.3DS參-001井取芯設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)深度設(shè)計(jì)進(jìn)尺煤層取心要求巖性收獲率（%）（m） （m）煤層及其頂煤層及砂煤層大于449-46011七2煤底板泥巖70%，六2煤568-57012煤層及其頂煤層及砂砂泥巖大底板泥巖于80%煤層及其頂煤層及砂底板泥巖四2煤763-77512二110煤層及其頂煤層及砂底板泥巖機(jī)動(dòng)合計(jì)5見明顯氣顯示取心砂巖50取芯要求：（1）盡可能在鉆遇煤層頂以上5m開始密閉取心，取至底板巖心。（2） 嚴(yán)格按二開鉆井液設(shè)計(jì)要求，采用低密度無(wú)固相鉆井液取心，減少對(duì)煤層傷害，保證煤心質(zhì)量。（3） 非煤層巖心直徑不小于60mm，單筒收獲率不低于75%，平均收獲率不低于80%，對(duì)巖心要進(jìn)行全面細(xì)致的描述，砂巖和裂縫段進(jìn)行清水浸泡試驗(yàn)。（4） 煤層段要求采用半合式取心內(nèi)筒密閉取心，煤心直徑不小于60mm，單筒收獲率不低于65%，平均收獲率不低于70%，從割心到取心內(nèi)筒離開井口時(shí)間不超過(guò)20min，從取心內(nèi)筒離開井口到煤心裝入解吸罐的時(shí)間不超過(guò)10min。解吸之后要求對(duì)煤層從宏觀到微觀解吸詳細(xì)描述。（5） 非煤層段發(fā)現(xiàn)明顯氣顯示，立即取心，不受設(shè)計(jì)取心進(jìn)尺、井段限制。（6）單筒取心進(jìn)尺由現(xiàn)場(chǎng)甲方監(jiān)督或地質(zhì)技術(shù)員確定。3.5樣品采集與分析測(cè)試煤瓦斯樣的采集一般每1m采集1個(gè)解吸樣，每2m采集一個(gè)吸附樣。根據(jù)該井的煤層厚度預(yù)測(cè)，其主要煤層的樣品測(cè)試項(xiàng)目如下：每1m煤巖巖心至少采集2塊樣品進(jìn)行煤巖全分析和專項(xiàng)分析。煤層頂?shù)装鍘r心要求各采集4-5塊樣品，進(jìn)行常規(guī)物性分析。其它具有常規(guī)油氣顯示的儲(chǔ)層砂巖巖心每層進(jìn)行4-5個(gè)樣品的常規(guī)物性分析。1煤巖全分析項(xiàng)目含氣量（部分作殘余氣）、氣體組份、煤巖割理定量統(tǒng)計(jì)及割理孔隙描述、甲烷碳同位素、鏡質(zhì)體反射率、煤巖顯微組份（包括鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組、惰質(zhì)組、粘土、硫化物、碳酸鹽巖等項(xiàng)目）、灰分、揮發(fā)分、水分、真密度2煤巖專項(xiàng)分析項(xiàng)目視密度、吸附等溫線、煤巖孔隙度、比表面、掃描電鏡3泥頁(yè)巖分析項(xiàng)目突破壓力、比表面注：①取芯井按此要求;②巖心樣品由承擔(dān)化驗(yàn)分析的單位及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)觀察，親自取樣。3.6試井試井是認(rèn)識(shí)氣藏、進(jìn)行氣藏評(píng)價(jià)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以及評(píng)估完井效率的重要手段。煤層氣井注入/壓降試井的目的旨在取得煤層的滲透率、儲(chǔ)層壓力等各項(xiàng)儲(chǔ)層參數(shù)，為煤層氣井生產(chǎn)潛能評(píng)價(jià)和開發(fā)實(shí)驗(yàn)提供可靠的參數(shù)依據(jù)。東升DS參-01井試井主要獲得煤層滲透率、儲(chǔ)層壓力、研究半徑、表皮系數(shù)、壓力梯度和儲(chǔ)層溫度等參數(shù)。原地應(yīng)力測(cè)試主要獲得原地應(yīng)力、破裂壓力、破裂壓力梯度、閉合壓力、閉合壓力梯度等參數(shù)4工程技術(shù)要求4.1設(shè)計(jì)總體原則相關(guān)設(shè)計(jì)總體上符合以下標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求。（1）煤的高壓等溫吸附試驗(yàn)方法容量法》（GB/T19560-2021）； （2）《煤層氣含量測(cè)定方法》（GB/T19559-2021）； （3）《煤層氣鉆井作業(yè)規(guī)程》；（4）《煤層氣測(cè)井作業(yè)規(guī)程》；（5）《煤層氣地質(zhì)錄井作業(yè)規(guī)程》；（6）《煤層氣井注入/壓降試井技術(shù)規(guī)范》；（7）《煤層氣井壓裂技術(shù)規(guī)程》；（8）《煤層氣井排采工程技術(shù)規(guī)范》；4.2鉆井（1）完鉆井深：鉆至完鉆要求井深，以轉(zhuǎn)盤面至井底，校核鉆具實(shí)長(zhǎng)的鉆井深度。（2）全角變化率、井斜及水平位移符合規(guī)定。（3） 鉆井過(guò)程中以單點(diǎn)測(cè)斜監(jiān)測(cè)照片為準(zhǔn)，膠片隨原始資料上交保存。（4） 交井以完鉆電測(cè)連續(xù)測(cè)斜資料為準(zhǔn)，測(cè)斜間距W50m，特殊情況要加密，最后一測(cè)點(diǎn)距離井底小于10m。（5） 測(cè)斜數(shù)據(jù)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，采用平均角法或曲率半徑法。（6） 井徑擴(kuò)大率：一般地層要求井徑擴(kuò)大率<20%，煤層井段井徑擴(kuò)大率W30%。煤層氣井鉆井工程相關(guān)質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)見表4.1~4.2表所示。表4.1井身質(zhì)量要求井徑擴(kuò)大率％最大全角變最大水平位井斜井段m全煤層化率移/°o/25m/m井段<500500-1000<1.2<1.3<2<2.5<10<202030表4.2井身結(jié)構(gòu)表開鉆次序鉆頭尺寸（mm）套管尺寸（mm）水泥返深（m）311.1一開244.5（表套）地面215.9139.7二開地面注：（1）一開完鉆原則：鉆穿新近系，進(jìn)入古生界地層20m，確保二開以后安全鉆進(jìn)。預(yù)計(jì)一開井深200m左右。（2）139.7mm氣層套管下深視實(shí)際完鉆井深待完井討論定。表4.3鉆時(shí)錄井質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)級(jí) 別基本不合優(yōu)良合格項(xiàng)目合格格漏取點(diǎn)率（%）段錄井內(nèi)容4.3鉆井液1主要性能要求程取心段非取心0<0.3符合規(guī)程0<0.5符合規(guī)程0<0.6符合規(guī)達(dá)不到合格（1）相對(duì)密度，根據(jù)鄰井實(shí)鉆數(shù)據(jù)，確保近平衡鉆進(jìn)不損壞煤層作為調(diào)整鉆井液密度的依據(jù)。鉆井液相對(duì)密度附加值在0.05-0.10之間。（2） 嚴(yán)格控制失水，提高濾餅質(zhì)量，防止井壁垮塌。失水<5ml,泥餅<1mm.（3） 鉆井液流變性在考慮有效攜帶巖屑的前提下，盡可能充分發(fā)揮水功率的作用。漏斗粘度在40~50Pa?s之間。2一開鉆井液要求（1） 鉆井液體系：水基鉆井液，混漿鉆進(jìn)。（2） 性能：以防垮、防漏為主，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整相對(duì)密度和粘度。3二開鉆井液要求（1） 二開開始至進(jìn)入目的層（取心段）以前鉆井液以防垮、防漏、防水涌為主，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況由甲方監(jiān)督進(jìn)行調(diào)整相對(duì)密度和粘度。（2） 進(jìn)入目的層（取心段）至完鉆井深要嚴(yán)格控制鉆井液密度和固相含量，切實(shí)做到煤層不受污染。（3） 遇嚴(yán)重垮塌、井漏等特殊情況，甲方工程監(jiān)督可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整鉆井液性能。（4）為保證地質(zhì)錄井油氣顯示的準(zhǔn)確性，嚴(yán)禁在全井段鉆井液中使用含有熒光的處理劑。4防止煤層損害的要求（1） 建立健全煤層保護(hù)監(jiān)督管理體系，對(duì)全體施工人員進(jìn)行保護(hù)煤層教育，保證各項(xiàng)措施的實(shí)施。（2） 嚴(yán)格執(zhí)行鉆井液設(shè)計(jì)，從進(jìn)入目的層開始采用無(wú)固相低密度鉆井液鉆進(jìn)直至完井。（3）管好用好固控設(shè)備，確保煤層井段不受鉆井液固相污染。（4）目的層段鉆井液中不允許加入高聚物處理劑和不溶性無(wú)機(jī)物。（5）當(dāng)煤層壓力梯度當(dāng)量密度超過(guò)鉆井液密度時(shí)，只允許加入可溶性無(wú)機(jī)物加重。4.4錄井1鉆時(shí)錄井非煤系地層每1m~2m記錄1個(gè)點(diǎn)；煤系地層0.5m~1m記錄一個(gè)點(diǎn)；目的層井段0.1m記錄1個(gè)點(diǎn)。全井漏取鉆時(shí)點(diǎn)數(shù)不超過(guò)全井鉆時(shí)總點(diǎn)數(shù)的0.5%，不漏取目的層井段鉆時(shí)點(diǎn)。鉆井參數(shù)保持相對(duì)穩(wěn)定，并記錄造成假鉆時(shí)的非地質(zhì)因素，以便鉆時(shí)能更好地反映地層巖性。隨時(shí)記錄鉆時(shí)突變點(diǎn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤層，卡準(zhǔn)煤層深度、厚度。2巖屑錄井巖屑錄井從見基巖開始每2m一包砂樣，從下石盒子組底部開始每1m一包砂樣，其中二1煤層及其頂板10m、底板6m每0.5m一包砂樣。巖屑要嚴(yán)格按遲到時(shí)間進(jìn)行撈取，每包砂樣重量不少于500g，全井砂樣實(shí)際取樣數(shù)大于應(yīng)取砂樣總數(shù)的95%，砂樣漏取樣品數(shù)小于應(yīng)取砂樣總數(shù)的0.5%，二1煤層煤樣不得漏取。原始錄井表填寫要做到重點(diǎn)突出，定名準(zhǔn)確，文字簡(jiǎn)潔，條理分明，術(shù)語(yǔ)統(tǒng)一。巖屑錄井表要現(xiàn)場(chǎng)整理、匯總，填寫內(nèi)容不得用簡(jiǎn)略語(yǔ)。并繪制1:500隨鉆剖面，對(duì)地層做出初步的判定和劃分。3簡(jiǎn)易水文觀察全井鉆探過(guò)程中均應(yīng)做好簡(jiǎn)易水文觀測(cè)記錄工作。每次起鉆后、下鉆前測(cè)量一次水位（泥漿池液面、井筒液面）；一開至下石盒子組地層每2小時(shí)記錄一次鉆井液消耗量；進(jìn)入山西組地層每1小時(shí)記錄一次鉆井液消耗量，不足1小時(shí)但大于30分鐘時(shí)也應(yīng)觀察鉆井液消耗量。注意記錄井漏、井涌、漏失量、鉆井液性能等；如遇井