中石油钻井院煤层气技术介绍

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煤层气开发技术

第四阶段：规模产能建设
• 煤层气产能建设——按照上级部门批复的《XX地区
煤层气开发方案》，以着力提高煤层气单井产量为目的，加强开发技术创新与集成，进行相关的煤层气钻井、压裂、排采、地面集输工程和管网建设。
坚持勘探开发一体化
“勘探上增储、开发上上产”，两个团队间的工作相互独立，造成中间工作脱节。勘探开发一体化后，开发人员可以提前介入对煤储层的认识、储量的发现；勘探人员通过煤层气地质条件的精细研究能对开发工艺和方案编制进行指导，实现两股力量、两种智慧的相互交汇，达到了勘探向下延伸，尽可能为钻井开发与排采提供准确煤层气地质模型；开发同时向上靠拢，尽可能为下一步的勘探提供新的认识和指导方向，如此就能大大提高了勘探开发总体效率。勘探开发一体化将能实现煤层气地质勘探成果与开发的融合，使勘探、开发密切协作共同向外围区块进军。
200 180
160 140 120 100
CMM Emissions (MMTCO2e) CMM Emissions Avoided (MMTCO2e)
80 60 40
20 0
全球人类产出的甲烷量的8%。
kr ai ne A us tr al ia R us si a I nd So ia ut h A fri ca Po la K nd az ak hs ta n G U e ni rm te an d y K C i ng ze do ch m R ep ub lic
煤层气开发技术
中石油煤层气有限责任公司
20010年8月
前
言
中石油煤层气公司于2008年9月注册成立，主要从事煤层气资源的勘探开发、工程施工与对外合作、煤层气
田范围内的浅层气勘探开发、设备租赁、技术和信息服

中国煤层气井钻进技术综述

中国煤层气井钻进技术综述X张　晋,张泽宇(中国石油大学(北京)石油工程学院,北京　100000) 摘　要:中国煤层气的开采已经进入初步商业化生产的阶段,煤层气钻进中遇到的许多问题需要将钻井的先进技术与煤储层特征相结合,而不能照搬常规油气田钻井技术。

本文从煤层气井钻进的特殊性、多分支水平井技术、欠平衡钻井技术和煤层气钻井液技术四个方面介绍煤层气钻进过程中的技术。

关键词:煤层气;多分支水平井;欠平衡钻井;钻井液中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)11—0078—02 我国是世界上第一煤炭生产大国,煤炭资源量巨大,同时我国的煤层气资源也十分丰富,2000年由中联煤层气有限责任公司承担的国家计委一类项目“全国煤层气资源评价报告”,预测我国陆上烟煤和无烟煤煤田中,在埋深300～2000m 范围内煤层气资源量为31.46×1012m 3,与我国陆上天然气资源量相当,位居世界第三位。

现在煤层气开采已经初步进入商业生产的阶段,煤层气井的钻进技术在这其中起着重要的作用。

1　煤层气井钻进的特殊性煤层气井钻进的特殊性是由煤储层区别于常规油气储层的特征所带来的。

1.1　储层保护问题突出中国煤层气储层具有独特性,由于成煤期后构造破坏强烈,构造煤发育,所以具有煤层气储层低含气饱和度、低渗透率以及低压力的“三低”特性,煤层钻进的过程中要特别注意储层保护问题。

由于低压和丰富的割理存在,钻井液、完井液和水泥浆很容易造成储层的污染。

1.2　井壁稳定性问题煤层气井钻井中经常会遇到井壁稳定性差的问题,这是由于煤的岩石力学特征造成的。

煤的机械强度低,杨氏模量小,一般在2.1×104kg /cm 3,泊松比值一般在之间0.2～0.3,煤比岩石易压缩,当煤层被破碎后,煤层难以支撑上覆地层的压力易于坍塌,钻开后的煤层,浸泡时间越长,煤层垮塌更厉害。

煤层孔隙和割理发育,煤的孔隙体积一般占总体积的60%,割理也相当发育,钻开后滤失量大,易吸水垮塌产生漏失。

煤层气钻井地质录井与测井技术讲解

根据不同井别设计岩屑录井井段和密度，煤层段一般要求每米 1包捞取岩屑；
煤层段清洗之前要注意岩屑的含气性观察和描述，洗净晾干后对煤层进行宏观描述
钻井过程中返出的岩屑
煤屑
三、重点录井项目
2.岩屑录井
煤层岩屑描述内容
包括颜色、条痕、光泽、断口、硬度、密度、脆度、割理、煤岩宏观分类，荧光显示，煤岩岩屑所占体积百分比等
地层岩性组合与层位划分煤层识别和划分煤岩特征描述煤层含气性及物性评价煤层顶底板岩性特征构造及沉积环境分析为工程施工提供依据
开发井
地层岩性组合划分与对比煤层识别和划分煤岩特征描述煤层含气性评价
为工程施工提供依据
二、煤层气录井主要特点（与常规油气录井相比）
煤层气是一种边际效益资源，在保障地质评价资料的前提下，尽量优化、简化录井项目，降低成本；煤层气录井重点在煤岩储层特征及含气性描述，特别是煤层岩心、岩屑的含气性观察和测定、气测录井和泥浆槽面的观察；煤层取心过程中气散失快，要求采用绳索取心技术，尽量减少气体散失。
煤层气储集状态
煤基质颗粒
水溶气
游离气
吸附气
煤层气解吸扩散过程
煤层气录井关键：煤层含气性、储层特点，兼顾油气显示
一、煤层气录井目的
煤层气录井目的是在钻井过程中取全取准各项反映地下地质情况的原始资料和数据，为煤层气地质评价和工程施工提供第一性资料。是贯穿煤层气勘探开发全过程中的一项重要技术。
探井、资料井
岩心丈量、编号与常规油气井要求相同
三、重点录井项目煤层割理描述
1. 绳索取心
割理：延伸长度，缝宽，
割理密度：单位长度（一般为每 5cm或10cm）内割理条数
充填情况：充填物，充填程度

煤层气井钻井技术

１煤层气井钻井的特殊性
缩小可钻性较差的地层进尺。例如尽量避开研磨性的地层。④ 钻柱摩
（）壁稳定性差。容易发生井下复杂故障。煤层强度低，胶１井结性差．均质性差，存在较高剪切应力作用。（）层易受污染。实施煤层保护措施难度大。煤层段孔隙压２煤力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒及滤液的污染；但在钻井完井过程中，为安全钻穿煤层，防止井壁坍塌，又要适当提高钻井液完井液的密度，持一定的压力平衡，保这就必然会增加其固相含量和滤失量，加重螨层的污染。｝（）煤层破碎含游离气多，取心困难。煤层机械强度低，胶结３性差，空隙大，一般煤层取心收获率低。而且煤层气井都是选择在含气量较高的煤区，割心提升时，随着取心筒与井口距离的缩短，心煤中游离气不断逸出，当达到一定值时会将煤心冲出取Ｊ，成取心筒造
低密度水泥浆种类多，有空心徽珠低密度、泡沫低密度、山火．灰
低密度和其他类型低密度水泥浆等。空心微珠是煤燃烧后经水和电除尘处理的产品，与煤的亲合力较好，密度低、破能力可达１０ａ抗４Ｍｐ，能满足煤层气固井和生产作业的需要。中原固井研制的高强度、低密度水泥浆，其密度可降至１Ｏ．２ｅｍ＇ｇ，水泥石抗压强度可达１Ｍｐ以上，在油层固井中应用较多，在ｃ５ａ煤层气固井中也进行了成功应用，效果好。泡沫低密度水泥浆由于其强度低，不能满足射孔和酸化压力的需要，—般只能作为填充水泥浆使用。火山灰和其他类型低密度水泥浆的密度相对较高．对储层保护不利。

第六章煤层气钻井完井工艺技术

5.1 煤层的钻井完井特点
钻井液中不同粒径的固体颗粒，特别是其中的微粒和胶体颗粒
会沿着煤层的割理和孔隙进入煤层，对煤层气的运移通道产生填充
和堵塞。
（4）强亲水伤害
煤层气储层的低孔隙度、低渗透率、强亲水性、大比表面积，
造成了高束缚水饱和度。在储层原始状态下，原始含水饱和度一般低于束缚水饱和度。当使用水基钻井液将煤储层打开时，很强的毛细管作用力使地层强烈吸水，而正压差作用下的渗流则加剧了水侵深度，直到储层吸水达到束缚水饱和度为止。
◆在巷道打的水平轴放瓦斯井；
◆从地面先打直井再造斜，沿煤层钻水平井（排泄井）。
5.2 煤层气钻井完井分类及程序
垂直井是从地面打直井穿过煤层进行采气，是主要的钻井方式。对直井的分类见表5-1。
钻井类别埋深
种类单煤层和多煤层井资料井、试验井（组）和监测井浅煤层井和深煤层井
由于煤杨氏模量小，泊松比高，天然割理及节理发育，使煤的抗拉、抗压强度比较低。
（2）正压差伤害
在正压差作用下，钻井液中的胶体颗粒和其它细微颗粒被吸附在煤层气的孔隙喉道上，钻井液滤液的侵入又可能发生各种敏感性反应。
（3）固相伤害
钻井液中所含固相颗粒分为粗粒（大于2000 μm ）、中粗粒（2502000 μm ）、细粒（44-250 μm ）、微粒（2-44 μm ）和胶体颗粒（小于2 μm ）。
5.1 煤层的钻井完井特点
2、煤层气钻井完井中常出现的问题
（1）井壁稳定性差，容易发生井下复杂事故
由于煤层气机械强度低，裂缝和割理发育，存在较高剪切应力作用，因而煤层段井壁极不稳定，易发生井壁坍塌、井漏、起下钻遇卡甚至埋掉井眼等复杂事故。
（2）煤层易受污染，保护措施难度大

煤层气开发技术综述

第２２卷增刊２１００年８月
ｄｉ１．９９．ｓ．７ — ８３００Ｓ．２ｏ：０３６／ｉｎ１４１０．１．１１ｊｓ６２
文章编号：６４１０（００Ｓ — ０３０１７ —８３２１）１０４ — ４
ห้องสมุดไป่ตู้
中国煤炭地质
Ｃ０ＡＬＧＥＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ
ｈｓｎｔｙｔｂｅｏｍｅ，ｉｆｒｔｎａｄｔｃｎｌｇｃｎｎｔｂｈｒｄｅｗｅｎｃｎｒｌｎｏａｎｅｐｓｓｏｅｕｐｎａｏｅｅｎｆｒｄｎｏｍａｉｎｅｈｏｏｏｙａｏｅｓａｅｂｔｅｅｔａｄｌｃｌｅｔｒｒｅ，ｌｗｑｉｍｅｔａｉ
ｉｃｕｉｇｗａａｉｅｅｒｈｉｔｇａｅＢＭｒｄｃｉｎｓａｅｉｃｕｉｇｄｌｎ，ｌｃｍｐｅｉｎｙｅｄｇｔｅｎｎｒｎｐｒｔｎｎｌｄｎｅｋｂｓｃｒｓａｃ，ｎｅｒｔｄＣｐｏｕｔｃｌｎｌｄｎｒｌｇｗｅｌｏｌｔ，ｉｌ，ａｈｒｇａｄｔａｓｏａｉｏｉｉｏｉｔｏ
（ｅｒｌｍＥｇｅｒｇＤｐｒｅｔＹｎｈｎＵｉｒｔＱｎｕｎｄｏＨｅｅ０６０）Ｐｔｅｎｉｅｎｅａｍｎ，ａｓａｎｖｓｙｉｈａｇａ，ｂｉ６０４ｏｕｎｉｔｅｉ，ＡｂｔａｔＡｒｓｎ，Ｂｘｌｔｔｎｔｈｏｏｉｓａｅｍａｌｉｃｄｄｄｌｎｅｈｏｏｙ（ｉｃｉａｐｎａｅｂａｃｏｚｎａｓｒｃ：ｔｅｅｔＣＭｅｐｏａｏｃｎｌｅｒｐｉｉｅｇｉｙｎｌｅｒｌｇｔｃｎｌｇｄｅｔｎｌｉｎｔｒｎｈｈｒｏｔｎｕｉｉｒｏｉｌｗｌｄｌｎｎｉｕｄｒａｎｅｒｌｇｔｃｎｌｉｓｗｌｃｍｌｔｎｔｃｎｌｇｅｒｌｇａｄａｎｅｂｌｃｄｄｌｎｅｈｏｇｅ）ｅｏｐｅｏｅｈｏｙｌｉｉｒａｉｉｏ，ｌｉｏｐｒｒｔｎｆｃｒｇｗｌｃｍｐｅｏｃｎｌｇｓｄａｎｇｎｅｏｅｙｔｃｎｌｇｅｏａｏａｔｉｅｏｌｔｎｔｈｏｏｉ）ｒｉａｅａｄｒｃｖｒｅｈｏｙｆｉｒｕｎｌｉｅｅ，ｏ（ｐｎｈｌｃｖｅｏｌｔｎａｄｃｓｇｏｅｏｅａｅｗｌｃｍｐｉｎａｉｌｅｏｎ（ｃｅｏｕｐｓｒｗｐｍｎｌｔｃｓｋｒｒｐｍ，ｃｅｕｐａｄｅｃｕｄｅｒｉ

煤层气分支水平井与定向井连通钻井技术

长、井位分散、零星排采管理困难的现象。为此通过研究将煤层气排采井由直井改为定向井，在很大程度上解决了井位布置受
限问题，降低了道路井场修建成本，实现了丛式井的集中排采管理。以Ｚ－．Ｓ井组为例，述了将分支井和定向井一体化ＹＨ４Ｌ论
Ａｂｓｒｃ：ｕｔｌｔｒｌｎｅｓｃｉｎｗｅｌＳｈｏｅａｖｎｅｙｕｒｏｌｅｔａｅａｏｎｂｏｄＤｒｌｇｍｕｔａｅａｔａｔＭｌａｅａｔｒｅｔｌｉｔｅｉｉｏｍｒｄａｃｄｌｏｔｏａ — ｄｍｅｈｎｔｍｅａｄａｒａ．ｉｉｌｌｔｒｌａｆｃｂｈｌｎｉｗｅｌｆｒｔｅｓｃｅｓｕｔｒｅｔｎｏｏｚｎａｌａｄｖｇｉａｌｉｔｅｃｍｍｏｘｌｉｔｎｍｅｈｄＷｉｅｄｖｌｐｎｆｌａｔｕｃｓｆｌｎｅｓｃｉｆｒｏｔｌｅｈｉｏｈｉｗｅｌｎｅｃｌｗｅｌｓｈｏｎｅｐｏｔｉｔｏ．ｔｔｅｅｏｍｅｔｏａｏｈｈｃａ — ｅｔａｅｍａｙｄｆｃｌｅｐｅｒｎｔｅｒｆｃｉｃｎｅｉｎｅａｅｃｓｈｌｎｕｔｉｏｓｒａ．ｈｉｃｌｅｃｕｅｏｌｂｄｍｅｈｎ，ｎｉｕｔｓｐａａｏｖｎｅｃｒａｓｈａｉｙａｄｍｏｎａｎｕｅｓＴｅｄｆｕｔｓｎｌｄｉｉａｉｈｔｉｎｕｌａｉｉｉｌｉｄｗｅｌｉｒａｇｍｅｔｍｕｔｌｄｃｓｆｌｓｔｏｄｃｎｔｃｉｎａｄｄｆｃｌｍａａｅｎｅｅｔｌｅｒｄｃｉｎｅｃｉｔｌｓｔａｒｎｅｎ，ｌｐｉｏｔｌｉｅｒａｏｓｒｔ，ｎｉｕｔｎｇｍｅｔｎｄｃｎｒｉｄｐｏｕｔ，ｔ．ｍｅ — ｅｉｅｏｗｅｕｏｉｉａｚｏＣｏｌｅｔａｅｅｐｏｔｔｎｃａｇｒｍｅｔｃｌｌｔｉｅｔｎｌｌｉｓｉｄａｄｉｃｎｌｒｅｙｓｌｅｔｅｌｔｄｗｅｌｉｒａ－ｄｍｅｈｂｎｘｌｉｉｈｎｅｆｏｖｒｉａｌｏｄｒｃｉａｌｓｔｅ，ｎａｇｌｏｖｉｅｌｓｔａ — ａｏｗｅｏｗｅｕｄｔａｈｍｉ — ｅ

煤层气开采技术

煤层气开采技术随着全球能源需求的不断增长，煤层气作为一种新型清洁能源的开发和利用备受关注。

煤层气是一种在煤层内形成并被吸附的天然气，其主要成分为甲烷。

煤层气的开采技术越来越成熟，其对环境的污染也得到了有效控制，因此其广泛应用已经成为一种趋势。

一、煤层气的开采原理煤层气是在横向和纵向上被煤层裂隙或孔隙中的水吸附，同时由于煤层下方的地质压力，煤层内的天然气在煤层顶部形成了一定的压力，使煤层内的天然气产生自然游离现象。

因此，引导煤层内的天然气排出来是煤层气开采的基本原理。

二、煤层气开采技术煤层气开采技术根据采气方式的不同可以分为两种方式：地面采气和井下采气。

地面采气需要通过钻井设备和管道将煤层内的气体排出，井下采气则是通过井下钻机和煤层凿岩来直接挖掘煤层内的气体。

1. 煤层抽采技术煤层抽采技术是以减少煤层中水的压力来形成煤层动压力，从而通过孔洞将天然气排出。

其主要包括开挖排水井和煤层瓦斯水平钻探井。

2. 爆破松动煤层法爆破松动煤层法需要通过在煤层内进行爆破，使煤层内的天然气得到释放。

其主要包括预削裂爆破法、高压喷射爆破法和空气喷射爆破法等。

3. 气力破碎技术气力破碎技术是通过高压气体喷射，将煤层进行轻微的破碎，从而使煤层内的天然气更容易释放。

其主要包括弹力冲击和气流冲击等。

4. 地层水热裂解技术地层水热裂解技术是通过在煤层中注入高温高压的水，使煤层裂隙和孔隙变得更加通透，从而使天然气能够更加顺利的排出。

其优点是可以提高煤层气提取率，但需要高温高压的流体。

三、煤层气开采的优点和不足1. 优点(1) 煤层气开采可以取代传统的石油、煤炭等能源，避免大量的矿山和工厂污染，具有很强的环保性。

(2) 煤层气可以提供稳定的能源，不受气候和季节限制，可以作为一个重要的能源储备。

(3) 煤层气钻探和开采成本低，可以大量释放能源，为国家经济发展提供有力支持。

2. 缺点(1) 煤层气开采过程中会产生大量的煤层瓦斯，如果处理不当，会对环境产生危害。

煤层气丛式井技术

04
煤层气丛式井技术的优势与挑战
提高采收率与生产效率
煤层气丛式井技术能够提高煤层气的采收率，通过集中生产，降低生产成本，提高生产效率。
丛式井技术可以减少煤层气的逃逸，提高单井产量，从而增加总采收率。
降低钻井成本与环境污染
丛式井技术可以减少钻井数量，降低钻井成本，同时减少对地面环境的影响。
特点
提高采气效率、降低钻井成本、便于集中管理、减少占地面积等。
煤层气丛式井技术的历史与发展
01
02
03
起源
20世纪80年代，中国开始探索煤层气开发技术，丛式井技术逐渐得到应用。
发展历程
经过几十年的发展，丛式井技术不断改进和完善，成为煤层气开发的重要手段。
发展趋势
未来，丛式井技术将朝着提高采气效率、降低成本、优化布局等方向发展。
煤层气的开采设备
煤层气的开采设备主要包括钻机、抽采泵、分离器和压缩机组等。钻机用于钻井，抽采泵用于排水采气，分离器用于气体和水的分离，压缩机组用于提高气体压力。
这些设备需要具备高效、可靠和耐用的特点，以确保煤层气的长期稳定开采。同时，设备的选择和配置应根据具体的开采条件和工艺要求进行优化。
对。
THANKS
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03
煤层气丛式井的开采技术
煤层气的开采原理
煤层气是在煤层中以吸附态和游离态存在的天然气，其开采原理是通过降低煤层压力，使煤层中的甲烷从煤基质表面解吸，并通过扩散作用进入井筒，然后被抽采至地面。
煤层气的开采通常采用排水降压或注气增压的方式，通过调整压力场，使煤层中的甲烷更容易解吸并被采出。
煤层气的开采工艺
通过集中处理和回注，丛式井技术可以减少煤层气生产过程中的环境污染。

煤层气井钻井技术

洞穴井的井身结构一般为： φ ２４４．５ｍｍ表层套管 × Ｈ１＋ φ １３９．７ｍｍ技术套管×Ｈ２（煤层顶）＋裸眼段（包括口袋）。
另外，煤层气多分支井井身结构的优化设计还需考虑以下因素： ①由于煤层承压强度低，技术套管一定不能下到煤层中，防止固井时将煤层压裂，导致后续钻进过程中的井壁坍塌。②从抽排采气的角度考虑，套管必须将煤层上部大量出水的层位封住。③为了在洞穴井全煤层段造洞穴，井底必须留有合适的口袋。口袋留深以不揭开下部含水层为基本原则，应优先考虑增大口袋留深。④如果多分支水平井为多羽状，则水平井的技术套管不能下到造斜段中，应下到造斜点以上部分，以便于后续的裸眼侧钻。２．２井眼轨迹控制技术
参考文献［１］郑毅，黄洪春．中国煤层气钻井完井技术发展现状及发展方向［Ｊ］．石油学报，２００２，２３（３）：８１－８５［２］赵庆波，等．煤层气地质与勘探技术［Ｍ］．石油工业出版社，１９９９：５０－６２［３］王剑，等．煤层气多分支水平井施工工艺［Ｊ］．煤炭工程，２０１０，１３（２）：３０－３１［４］乔磊，申瑞臣，等．煤层气多分支水平井钻井工艺研究［Ｊ］．石油学报，２００７，２８（３）：１１－１５

技术创新
２０１１年第８期 116
２．３充气欠平衡钻井技术目前适合煤储层的钻井液体系主要有四种，即充气钻井液、泡沫
流体、地层水和空气。充气钻井液是将气体注入钻井液内形成以气体为离散相，液体为连续相的充气钻井液体系。主要适合于地层压力系数为０．７～１．０ｇ／ｃｍ３之间的储层，且不受地层大量出水的影响。充气钻井液保护储层的机理是通过泥浆中充气以减少其当量密度，从而降低液柱对井底的压力，最后达到在井底形成负压差以实现欠平衡钻井。
（２）多分支水平井井眼剖面优化设计。因煤层一般较浅，所以煤层气多分支水平井主水平井眼采用消耗较少垂深而得到较大位移的理念进行井身剖面设计，从而达到更大的水垂比。其井身剖面设计主要考虑的因素有钻机和顶驱设备的能力、井眼的摩阻／扭矩大小、钻柱的强度、现场施工的难易程度等因素，主要有以下几项设计原则： ①主井眼入煤层方位的确定。考虑煤层的产能优化和井壁稳定，尽量让进入煤层的井眼方位垂直于煤层最小主应力方向。②满足现场施工工况的要求。由于煤层气多分支水平井垂直井段短，通常在５００ｍ以内，而水平段一般在１０００ｍ以上，钻柱能提供的钻压是有限的，所以在多分支水平井井身剖面设计中，要使所设计的井眼轨迹满足滑动钻进时的工况要求。③应当满足各种设计条件下的最短轨迹。根据煤田地质确定的目标点，应尽可能选择轨迹长度短的轨道，减少无效进尺，既可以提高钻井的经济效益，也可以降低施工风险。同时应尽量

煤层气开采原理与方法

煤层气开采原理与方法煤层气开采是指将煤层中积聚的天然气开采出来，并利用它作为能源。

该过程需要采用特殊的技术来确保提取的天然气质量好、产量高且环境友好。

本文将介绍煤层气开采的原理与方法，包括采气方式、采气工艺和采气设备等。

一、煤层气采气方式煤层气采气方式通常可以分为以下几种：1. 抽采法：也叫常规法采气，通过在煤层上钻井并深入到煤层中，然后利用钻井杆将煤层中的天然气吸到地面。

2. 瓦斯抽采法：采用煤层的瓦斯后期回收的方式，通常在开采期结束时才开始运用。

3. 瓦斯抽放法：也称瓦斯抽采前点火排放法，主要用于瓦斯爆炸危险的采矿地点。

采用钻孔上深入开采工作面，从而将瓦斯提取到地面进行处理。

4. 水力压裂法：采用高压水把煤层内部压裂，从而提高煤层透气性，增加天然气产出。

二、煤层气采气工艺煤层气采气的工艺过程通常包括以下步骤：1. 钻井：使用特殊的钻机和杆道在地面上钻出井眼，然后逐步加深到煤层所在的位置，直到可采气位置。

2. 钻孔装置：将钻机转移到所选定的位置上并安装好各种包括管柱、液体输送装置在内的设备。

3. 注水：通过钻井机将水注入钻孔中，将煤层内部的天然气推出，然后将天然气运输到处理设备。

4. 煤层气净化：使用煤层气净化设备去除其中的杂质和水份。

5. 煤层气输送和储存：利用管道将净化后的天然气运输到目的地，并储存备用。

三、煤层气采气设备1. 钻头：钻头通常用于钻井和采气的过程中，通过钻孔有针对性地深入到煤层中，以便对煤层进行采气和控制。

2. 采气管道：将从煤层中采集出来的天然气输送到采气站或输送管道上进行处理和存储。

一般采气管道使用高强度合金钢制造。

3. 采气压缩机：将天然气向输送管线输送时，必须将其进行压缩。

采气压缩机可以将天然气压缩到高压。

4. 膨胀机：将高压气缸中的天然气膨胀到低压下。

5. 处理设备：将采集的天然气进行净化、脱水和除尘等工序以确保天然气的质量。

煤层气开采是通过特殊的技术将煤层中蕴藏的天然气采集出来，使其成为可再生的能源资源。

煤层气开采方法与技术

煤层气开采方法与技术煤层气是一种天然气，储存在煤层中，主要由甲烷组成。

煤层气开采是一种新兴的能源开发方式，它将煤矿的煤层中的天然气利用起来，既能提供清洁能源，又能实现煤矿资源的综合利用。

下面将详细介绍煤层气开采的方法与技术。

1.井网式开采：井网式开采是目前常用的煤层气开采方法。

它通过设置分层水平钻孔和垂直钻孔，在煤层中建立井网系统，将煤层中的天然气连续、稳定地抽采出来。

井网式开采具有开采效果好、井网布置合理、生产能力大等优点，已被广泛应用于煤层气的开采。

2.水平井开采：水平井开采是一种相对较新的煤层气开采方式。

它通过在煤层中平行钻探水平井，使水平井与煤层气的运移方向一致，提高气体采收效果。

水平井开采具有开采效果好、钻井速度快、减少矿井建设工作量等优点，但是水平井的建设和操作技术相对较为复杂。

1.井眼稳定技术：井眼稳定技术是煤层气开采中的关键技术之一、由于煤层中存在着岩层断裂、软弱层等问题，井眼稳定技术的好坏直接影响到井眼的穿越效果。

目前，井眼稳定技术主要采用套管固井、衬套固井和液氮注入固井等方法来保证井眼的稳定。

2.完井技术：完井技术是煤层气开采中的重要环节。

完井技术主要是指将井上的钻井设备检修、拆除后，用专门的设备和工具对井眼进行封堵和密封，确保气体不泄漏。

完井技术主要包括套管完井技术、封堵技术和沉积纠正技术等。

3.固井技术：固井技术是煤层气开采中的关键技术之一，它是指在井眼周围进行注水泥浆、环氧树脂等材料的注入，形成稳定的井壁和环境。

固井技术可以增强油井的强度和耐久性，防止井眼侧泄和污染。

除了以上的方法和技术，煤层气开采还需要进行地质勘探、工程设计、环境保护等工作，以确保煤层气的有效开采和利用。

总之，煤层气开采是一种新兴的能源开发方式，它具有广阔的应用前景和重要的经济意义。

通过煤层气的开采，不仅可以提供清洁能源，还可以实现煤矿资源的综合利用。

为了有效地开展煤层气开采工作，需要采用适当的方法和技术，确保工程的高效、稳定和可持续发展。

煤层气水平连通井钻井技术

摘要：采用水平井技术开采煤层气具有增加有效供给范围、提高导流能力、提高单井产量和采出程度等优点。中石化华东分公司在沁水盆地和顺区块实施的第一个由和１井、和平ｌ井组成的
水平连通井组，通过采用带聚焦伽玛的电磁波随钻测量系统（ＭＭＷＤ）Ｅ— 、低转速高扭矩马达、强磁导向系统（）等先进工具仪器和随钻地质导向、两井远端连通、储层保护等先进技术，成功地实现了两井远端一次连通。本文介绍了该井组的设计与施工情况，并对今后在该地区实施
第７卷第２期２１４月００年
中国煤层气
ＣＨＣＩＤＯＡＥＭ脚ＡＥＮ
ｖ１７Ｎ．０．ｏ２Ａｒ．１ｐａ２００
煤层气水平连通井钻井技术
王彦祺
（华东石油局工程技术设计研究院，江苏２０３）１０１
ｈｅｅｖｉｒｔｉｅｎｌｇｔｅｒｓｒｏｒｐｏｅｔｎｔｈｏｏ．Ｔｈｓａｔｌｅｃｉｅｔｅｉｄｏｅａｏｎｄｂｉｇｐｓｍｅａｖｃｓｃｏｃｙｉｒｉｅｄｓｒｓｉｄｓｇａｐｒｔｎ，ａｒｎｓｕｏｄｅｃｂｓｎｎｉｉｆｒｔｅｆｔｒｐｒｔｎｏｅｈｒｏｔｌｃｎｅｔｌｉｅｂｏｋ．ｏｕｕｅｏａｉｆｔｏｉｎａｏｃｅｗｅｌｎｔｌｃｈｅｏｈｚｄｈ
Ｋｙｏｄ：Ｑｍｈｉａｉ；ｃａ￣ｍｔｅ（Ｓ；ｈｒｏｔｅ；ｅｉ；ｐｒｏ；ｃｎｅｔｔｔｈｅｗｒｓｉｕｂｓｎｏｌｂｅａＣＭ）ｏｚｎａｗｆｄｓｈｎｉｌｔｎｅｔｇｏａｎｏｎｉｙｅ－ｉｃｖｉｃ

煤层气开采方法与技术

煤层气开采方法与技术煤层气开采是指通过对煤层内固定存着的天然气进行开采与利用的一项能源开采技术。

煤层气与石油、天然气等传统能源相比，具有开发潜力大、储量丰富、分布广泛等特点，因而备受关注。

本文将重点介绍煤层气开采的方法与技术。

首先是煤层排水与降压。

由于煤层中常含有一定程度的地下水，所以开采前需要将地下水排出。

煤层气开采时，将煤层内的地下水通过井筒排至井上并降压，可以有效降低煤层中水压，增加煤层气的渗透性和释放性。

煤层排水与降压的方法主要包括抽水法、抽采法和水平井法等。

其次是煤层裂缝刺激。

煤层气主要储存在煤层的孔隙中，而煤层的孔隙率较小，渗透性差。

为了增加煤层的渗透性和裂缝网络，需要进行裂缝刺激。

常用的刺激方法有压裂、爆炸、化学刺激等。

其中，压裂是最常用的裂缝刺激方法，通过将液体或气体注入井孔内，增加孔隙压力，使岩石裂缝扩大，提高煤层气的渗透性。

最后是煤层气抽采。

煤层气主要通过抽采的方式采出。

传统的抽采方式主要是通过抽水和降低井筒压力来驱使煤层气从煤层中释放出来，然后通过气体收集装置将气体收集起来。

随着技术的发展，还出现了一些新的煤层气抽采技术，如真空抽采技术、泵吸式抽采技术等。

除了上述的方法与技术外，煤层气开采还经常采用一些辅助工艺，如注水压裂、人工堵水、注气增压等。

这些辅助工艺可以提高煤层气的开采效果，并降低开采成本。

综上所述，煤层气开采是一项复杂的工程，需要综合运用多种方法与技术。

随着科技的发展，煤层气开采技术也在不断创新与改进，为我国能源开采和利用提供了重要的支撑。

希望在未来，煤层气开采能够进一步提高效率，减少环境污染，为人民群众提供更加安全可靠的能源。

煤层气开发的多分支水平井钻井技术

其原因：煤层气开发区往往也是煤炭开采区（山 ① 如
西沁水盆地）按照国家“ 采气、采煤 ” “ 气采，先后、采煤一体化 ” 的要求，完气还要采煤，采而采煤是禁忌
辅开发煤层气的钻井原则，即开始大规模应用了随
多分支水平井钻井技术。截止到２００９年底，完成共多分支水平井４口，建成了２５ｍ。层气生产９．亿煤
概
一
述
有其独特的特点。
１开发目的层单一且为水平面多分支
煤层气（称瓦斯）俗是继石油、然气之后的又天新型、清洁能源。我国煤层气资源丰富，特别是山
一
利用多分支水平井钻井技术开发煤层气，目前般选择一个主力煤层开发，在单一层位类似水平面上钻多分支。这与油井在２个以上层位钻出多分
由于煤储层地层压力、渗透率相对较低，要达到提高煤层气产量的目的，需要比常规油气井更多的渗滤面积与排气通道，因而在煤层段所钻分支更多，
一
般１２个主支，主支两侧要钻多个ｆ般６８个）～在一～
分支，累计煤层段进尺一般要达到４００以上。０ｍ
ＡｂｓｒｃＡｐｌｉｈｉｌｉｇｔｃｎｌｙｏｔａｔｐｙｎｇｔｅｄｒｌｎｅｈｏｏｇｆｍｕｈｐｅｂｒｎｈｎｏｚｎａｏｔｅｅｐｌｒｔｏｆｃａ—ｂｄｇｓｉｎｆｅｔｖａｓｉｌａｃｉｇｈｒｏｔｌｔｈｘｏａｉｎｏｏｌｅａｓｏｅｅｃｉｅｍｅｎｉｔｎｃｅｓｈｕｐｕｆｔｅｓｎｌｌａｅｕｃｈｏｒｈｎｓｖｏｔｏｉｒａｅｔｅｏｔｔｏｈｉｇｅｗｅｌｎｄｒｄｅｔｅｃｍｐｅｅｉｅｃｓ．Ｃｏｍｂｉｄｗｉｈｔｅｄｉｌｎｒｃｉｅｏｌｉｌｒｎｈｉｇｎｅｔｈｒｌｇｐａｔｃｆｍｕｔｐｅｂａｃｎｉｈｏｚｎｔｌｗｅｌｆｒｃａ－ｂｄｇｓｉａｘ，ａｎｔｏｕｃｉｎｉｉｅｏｉｓｔｃｎｏｏｉａｈａａｔｒｓｉｓｐｐｉｄｔｃｏｏｙａｄｅｉｔｎｉｒｏａｌｏｏｌｅａｎＳｈｎｉｎｉｒｄｔｓｇｖｎｔｔｅｈｌｇｃｌｃｒｃｅｔｃ，ａｌｅｅｈｎｌｇｎｘｓｉｇｏｉｐｒｂｌｍｓｔｉｓｏｈｔｅｐｏｎｈｅｃａ —ｂｄｇｓｂａｌｉｇｍｕｐｌｒｎｈｉｇｈｒｚｎａｌｔｃｏｏｉｓｃｎｉｃｅｓｈｏｅ．Ｉｓｈｗｎｔａｘｌｒｇｔｏｌｅａｙｐｐｙｎｈｉｅｂａｃｎｏｏｔｌｗｅｌｅｈｎｌｇｅａｎｒａｅｔｅｉｉｃｍｐｒｈｅｓｖｎｆｔｆｔｅｓｎｌａｌ．ｏｅｎｉｅｂｅｅｓｏｈｉｇｅｇｓｗｅ１ｉＫｅｙｗｏｒｃａ — ｄｇｓｄｓｏｌｂｅａ；ｍｕｔｅｂｒｃｉｇｈｏｚｎａｌ；ｄｉｌｎｌｌｉａｎｈｎｒｏｔｌｗｅｌｒｌｉｇｗｅｌｐｌｉ

煤层气勘探技术简介

某井田煤层气勘探
某区块煤层气勘探
对某井田进行详细勘探，了解该井田煤层气的分布和储量情况，为后续开发提供技术支持。
在某区块进行综合勘探，分析该区块煤层气的资源潜力和开发前景，为投资者提供决策依据。
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感谢您的观看
通过分析煤层中气体的组成和浓度，推断出煤层中煤层气的含量和品质等信息。
土壤地球化学勘探
通过分析土壤中的元素含量和分布，推断出煤层的位置、厚度和埋藏深度等信息。
钻井勘探
直井勘探
通过钻探直井，直接获取煤层中的样品和地质信息，对煤层气的储量和品质进行评估。
水平井勘探
通过钻探水平井，扩大煤层气的开采范围和提高开采效率，同时也可以获取更全面的地质信息。
煤层气的物理性质
煤层气以吸附状态赋存于煤孔隙表面，同时部分游离态赋存于煤层微裂隙中。
煤层气勘探的重要性
能源需求
01
煤层气是一种清洁能源，开发利用煤层气有助于缓解能源短缺
问题，优化能源结构。
安全生产
02
煤层气的勘探开发有助于降低煤矿瓦斯事故风险，提高煤矿安
全生产水平。
环境保护
03
煤层气的利用可以减少温室气体排放，对环境保护具有积极意
义。
煤层气勘探技术的发展历程
初步探索阶段
20世纪50年代至80年代，煤田地质勘探以寻找煤炭资源为主要目的，同时开始探索煤层气资源。
试验阶段
20世纪80年代至90年代，国家开始投资开展煤层气勘探试验，初步形成了适合我国国情的煤层气勘探开发技术体系。
快速发展阶段
21世纪初至今，我国煤层气产业快速发展，技术水平不断提高，产业规模不断扩大。

煤层气井钻井关键技术

煤层气钻井关键技术一、煤层气钻井技术关键（1）后期完井及排采工作要求煤层气井最大井斜不大于3°，100m增斜率小于1°，井底水平位移小于20m，选择合理的钻具组合，优选钻井参数，确保井深质量。

井深质量要求全井最大井斜角如表所示，当地层倾角大于15°，则最大井斜角适当放宽1~2°。

（2）钻井液使用清水和水气混合钻井液，重点防垮及井垮造成的复杂情况：①钻井液要与煤储层有良好的配伍，钻井液具有以下特点：②降低固相值③降低失水量失水量是钻井液中一项重要性能指标，为防止因钻井液滤液侵入伤害，钻井液中压失水应采用降失水剂来控制在9ml以下。

④酸碱值要适当一般PH值在7.5~8.5之间。

⑤抑制水化、膨胀为防止泥页岩及煤储中粘土颗粒水化分散，膨胀剥落，造成煤储层伤害，可使用钾基系列优质钻井液。

⑥降低钻井液密度，实行平衡或近平衡钻井。

如钻进煤系地层时，规定要用清水，其性能不受限制，但密度＜1.03g/cm3，含沙量小于0.2%。

（3）建立合理的井身结构，加快钻井速度，减少煤层浸泡时间，以减少钻井液对煤层的污染。

（4）取芯，难以形成芯柱，特别是要用清水取芯，清水取煤粉。

绳索式取芯能够达到取芯到装罐的时间要求。

（1）缩短各工序间间隔时间，减少钻井液对煤层的污染，防止煤层垮塌。

煤的机械强度低，杨氏模量小，一般在1135~4602MPa，泊松比一般在0.18~0.42，平均0.33；抗压强度19.5~119MPa，煤比岩石易压缩，当煤层被破碎后，煤层难以支撑上覆地层的压力，易于塌垮，钻开后的煤层，浸泡时间越长，煤层垮塌更厉害。

（2）煤层孔隙和割理发育，煤的孔隙体积一般占总体积的60%，割理相当发育，钻开后滤失量大，易吸水塌垮产生漏失，造成孔隙堵塞。

（3）煤层压力系数变化大，规律差，同一口井不同的煤层压力系数不一样，时常出现上高下低。

（4）煤液量酸性，孔隙发育，要求钻井液PH≦7.5。

煤层气——【油气田开发技术新进展】

煤层气1、煤层气井钻井工艺技术的特点是什么？（1）井身结构煤层气井的试井开采工艺步骤是套管射孔、水力压裂、抽排降压、解吸采气。

因此, 确定煤层气井井身结构时必须综合考虑首先, 技术套管尽童下至煤层顶部地层, 避免发生漏、塌、卡等复杂情况, 确保煤层井段采用低密度优质钻井液, 实施近平衡钻井技术, 有效地保护煤储层。

其次, 煤层底界到套管浮箍的‘口袋”留深应满足煤层含水量及完并降压采气的要求, 试井抽排时既可容纳一定沐积的地层水利于降低地层压力, 使甲烷气尽快解吸, 又要便于聚集产出的煤粉及碎屑物, 防止堵塞渗流通道。

所以, 一般口袋长一。

第三, 生产套管固井时采用两凝水泥, 煤层段采用正常密度水泥浆, 以提高水泥环强度和封固质量上部井段采用低密度水泥浆, 以防止水泥浆失重影响固井质量。

（2）钻井工艺煤岩机械强度低, 可钻性好, 但易破碎垮塌, 造成井下复杂情况。

在煤层段制定钻井参数的原则是, 既要做到安全生产, 又能有效地保护煤层。

煤层段钻井技术措施是放大钻头喷嘴尺寸, 减少压降及循环压耗, 防止射流冲蚀井壁钻具组合采用光钻挺加随钻震击器结构, 当煤岩垮塌井下出现复杂情况时, 能及时处理煤层气井的钻井参数与常规油气井相比,钻压、排量和泵压较低见表接单根前将井底煤层岩屑循环干净, 上提下放无阻卡后先提出方钻杆再停泵, 接单根后先开泵再慢慢下放钻具起钻前循环钻井液时, 钻头应避开煤层段起下钻控制速度, 下钻到底后用小排量慢慢顶通水眼, 禁止堵水眼后憋回压大幅度猛提猛放,防止因操作不当产生压力激动损害煤层。

（3）钻井液钻井液煤储层孔隙压力低渗透性差钻井液侵入将会导致煤层污染影响煤层的产量。

1因此, 实施煤储层保护技术难度较大。

（4）取心工艺煤层取心不但要求煤心完整,而且应尽量减少甲烷吸附气的散失, 这样才能正确计算吨煤含气量, 预测产气能力, 确定钻井布置和开采方式。

甲烷含气量测定的误差取决于煤层岩心从取心钻进到装入解吸罐所用时间的长短, 即取心时间、起钻时间和煤心样品到达地面后装入密封解吸罐所需时间的总和越短越好。

石油开发中的煤层气开采技术

石油开发中的煤层气开采技术在石油开发中，煤层气开采技术的应用越发重要。

煤层气开采技术指的是通过在煤层中注入水来释放煤层气，并将其抽出用作能源。

本文将探讨煤层气开采技术在石油开发中的应用，并介绍相关的开采方法和技术。

煤层气开采技术的应用可以在石油开发过程中发挥重要作用。

传统的石油开采方式往往无法充分利用煤层气资源，而煤层气开采技术则可以将煤层中的煤层气释放并利用。

这不仅可以提高能源利用效率，还可以减少对传统石油资源的依赖，更好地满足能源需求。

在煤层气开采技术中，常用的方法包括水平钻井、压裂和抽采。

水平钻井是指通过将钻孔水平引向煤层来提高开采效果。

这种方法可以增大煤层气的抽采面积，提高产量。

压裂则是指通过注入高压水来打破煤层中的裂缝，从而增加煤层气的释放量。

抽采是将释放的煤层气通过井管抽出，供应给能源市场。

煤层气开采技术的发展也受到了诸多因素的影响。

首先，地质条件对煤层气开采的效果有重要影响。

不同地质环境下的煤层气开采方法会有所不同。

其次，开采成本也是影响技术应用的重要因素。

如果开采成本过高，可能会限制煤层气技术的应用。

此外，环境保护也是煤层气开采技术发展的重要考虑因素之一。

在开采过程中，需要采取措施来减少对地下水资源和环境的影响。

煤层气开采技术在不同地区有着不同的应用。

以美国为例，煤层气已经成为了重要的能源来源，并且取得了显著的成就。

美国在煤层气开采技术方面的研究和应用已经有多年的历史，积累了丰富的经验和技术。

其他国家和地区也在逐渐开展煤层气开采技术的研究和应用。

随着煤层气开采技术的不断发展，人们对其在石油开发中的应用前景充满期待。

煤层气的开采不仅可以提供丰富的能源，还可以减少对传统石油资源的依赖，有利于改善能源结构。

同时，煤层气的开采也可以增加就业机会，促进当地经济发展。

总之，煤层气开采技术在石油开发中的应用前景广阔。

通过合理地利用煤层气资源，并且采用现代化的开采技术，可以提高能源利用效率，减少对传统石油资源的依赖，促进能源产业的可持续发展。

中石油钻井院煤层气技术介绍

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第六章 煤层气钻井完井工艺技术

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