煤层气水平井钻井液发展现状
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向1. 引言1.1 煤层气勘探与开发技术的意义煤层气资源的开发利用可以有效降低对传统石油和天然气资源的依赖，提升能源供应的多样性与稳定性。
尤其是在我国的煤炭资源丰富的背景下，煤层气资源的开发利用可以对我国的能源结构进行调整，减少对进口能源的依赖，提升国家能源安全。
煤层气开发可以实现煤矿瓦斯等危险气体的综合利用，减少温室气体排放，降低环境污染。
通过科学开发利用煤层气资源，可以实现瓦斯的安全抽采和利用，同时减少燃煤对环境、空气质量的影响，有利于改善大气质量，保护生态环境。
在经济层面，煤层气开发可以促进当地经济发展，增加就业机会，提高地方财政收入。
煤层气资源的开发利用不仅可以满足国内天然气需求，还可以带动相关产业链的发展，促进地方产业升级和经济转型。
煤层气勘探与开发技术的意义在于推动能源结构转型，减少对传统能源资源的依赖，减少温室气体排放，促进经济发展和保护环境等方面发挥着重要作用。
随着技术的不断创新和完善，煤层气资源的开发利用前景广阔，值得进一步深入研究和探索。
1.2 国内外煤层气勘探与开发技术现状而在国内，煤层气勘探与开发技术也在不断进步和完善。
近年来，中国政府对煤层气资源的重视程度逐渐提高，相关企业也加大了对煤层气勘探与开发技术的投入。
国内煤层气勘探技术主要包括地震勘探、测井技术、测井压裂技术等，开发技术方面也在逐步优化和创新，实现了一些重大突破。
国内外煤层气勘探与开发技术在技术研究、应用实践等方面都取得了不俗的成绩，为煤层气产业的发展提供了强大的技术支撑。
2. 正文2.1 煤层气勘探技术的发展趋势煤层气勘探技术在近年来取得了长足的发展，未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 高效、节能技术的应用：随着科技的不断进步，煤层气勘探技术将更加注重高效、节能的方向发展。
通过引入先进的设备和技术，提高勘探效率，并减少能源消耗，实现可持续发展。
2. 多元化勘探手段的整合：未来，煤层气勘探技术将更加注重多元化勘探手段的整合，包括地球物理方法、地球化学方法、遥感技术等多种手段相结合，提高勘探的准确性和全面性。
我国煤层气开发技术现状与发展方向
我国煤层气开发技术现状与发展方向摘要：我国现如今的煤层气产量已经突破了百亿立方米，符合了当今人们对于煤层气的要求，虽然我国目前的煤层气资源比较丰富，但在其开发技术上却不能够有效地利用丰富的煤层气资源，技术条件有限，还有很多资源没有被开放利用，也是针对这些问题，我国相关专家近几年也一直对煤层气技术开发上加大研究的投入力度，希望本文研究的相关内容可以为相关专家提供有效地参考价值关键词：煤层气；开发技术；现状；发展方向1引言据相关调查研究表明，现阶段我国煤矿关闭中，存在将近5000亿m3的煤层气资源。
虽然其煤层气资源在存储量方面数量庞大，但是大部分煤炭企业的煤层气资源开发利用意识较差。
部分煤矿企业会选择在煤矿关闭之后进行通风口的预留，导致煤层气被直接排放到大气中，不仅造成能源的大量浪费，甚至会对我国生态环境造成严重的污染。
因此，对煤层气资源的开发利用进行研究具有长远发展意义。
2我国煤层气开发技术现状2.1资源总体探明率低，优质资源严重不足目前，我国煤层气资源探明率仅为2.4%，远低于天然气的2.4%。
全国煤层气主要集中分布在9个大型聚煤盆地，但实现规模开发的仅有沁水和鄂尔多斯盆地2个，可供规模开发的优质资源比例小，勘探开发程度极不均衡，急需寻找后备接替区。
高、中、低阶煤煤层气资源占比分别为21%、39%和40%，资源占比最高的低阶煤还未实现规模商业开发，还待新区开发取得规模性突破。
2.2技术储备不足自2003年我国煤层气产业发展进入商业化生产启动阶段以来，技术方面取得了显著成果，资源评价、选区、分析测试、钻完井、压裂增产、排采生产等方面取得了长足进步，煤层气技术开发方面，除了传统的地面抽采和井下抽放，还进行了井上下联合抽采的有益探索。
但在高应力、低渗透性煤、煤与瓦斯突出机理、水平井分段压裂、低浓度煤层气资源的利用等方面尚有许多基础理论和关键技术需要得到根本性突破，同时相关的重大装备水平还待提升。
煤层气开发方案的比选、优化及地质适应性，也要在借鉴常规油气田开发方案上叠加多资源协调开发的影响因素来综合考量，不能简单照搬。
煤层气开采技术现状分析
煤层气开采技术现状分析摘要：随着新能源与化工原料的开发，高效利用煤层气可以获得更高的经济收益。
我国在煤层气开发利用方面的关注度日益提高，技术手段也不断创新发展，但是整体水平并不高，依然存在较多问题。
本文针对煤层气开发工作，阐述了我国煤层气基本状况，简单介绍了几种常用煤层气开发技术，分析了当前制约煤层气开发的各类因素。
关键词：煤层气；开采技术；现状引言煤层气的开采有利于优化我国能源结构，起到保护环境、促进煤矿安全生产的作用。
当前我国的能源供应紧张，正处于由煤层气资源大国朝着煤层气生产大国转型的关键阶段，尽管勘探开采工作获得了一定进步，但是要实现高效率开采还要解决更多的问题。
1 煤层气开发利用情况及存在问题1.1 煤层气开发利用技术没有突破我国在煤层气抽采技术方面采取了一系列措施，大力提升自主创新能力，但是煤层气地面抽采项目的选区评价、勘探、压裂、排采、提纯等关键技术，至今尚未实现整体性突破，造成开采能力有限。
再加上各公司之间的技术封锁使得煤层气发展较为缓慢。
主要原因：一是资金投入不足，使得煤层气技术研究在很小的范围进行，技术难以有很大的突破；二是各部门为了自身利益，封锁技术，导致成本不断提高，建产达效慢；三是从事煤层气技术研发的科技工作人员相对较少，从而导致技术创新步伐缓慢；四是激励政策力度不够，未能在全社会形成奋发有为的良好氛围。
1.2 相关政策力度不够目前，在煤层气的开采、利用等环节，国家出台了相应的财政补贴政策，来调动地方政府和企业参与煤层气开发利用的积极性。
如，在开采环节，中央财政补贴标准从0.2元/m3提高到0.3元/m3；在利用环节，煤层气上网电价在投产之日15年内享受0.25元的补贴电价。
然而，在开发环节的补贴力度不高，导致企业利润少，开采煤层气资源的积极性就会打折扣；在利用环节，发电补贴一旦高出燃煤机组标杆电价，则会导致电网公司没有收购的积极性，造成“窝电”。
此外，在煤层气资源税方面，财政部规定资源税率为1%～2%，与当前天然气开采的6%税率差距过大，不利于当地政府增加财政收入，保护生态环境。
煤层气开采装备技术现状及发展趋势(中)
（9）石油、天然气的勘探开发已经形成规模、投入成本大、产出效益 好，所以石油钻机的配置比较豪华、冗余备用功能多。煤层气的开发利用 刚刚开始，起点比较低，要求煤层气钻机经济性好，价格低，初次投入少 ，使用维修成本低。
2.2 煤层气钻机和水源钻机的区别[5]
水源钻机是为勘察水源、钻探水井而设计的，虽然它的钻探深度和煤 层气钻机差不多，但二者之间仍有功能差异[5] 。 （1）水源钻机用钻井液钻井，钻后必须洗井，故配备有钻井液循环系统 ；煤层气钻机用压缩空气钻井，必须配备空压机及其动力系统。 （2）水源钻机不需要取芯作业，煤层气钻机却要从事大量的取芯作业。
（5）水源钻机由于用钻井液钻进，钻遇的是水，所以钻机所配备的电 器元件一般都不防爆，金属材料一般都不需防H2S；煤层气钻机用压缩空气 钻井，钻遇的是瓦斯气，具有爆炸危险性，因此要求电器元件必须防爆， 金属材料必须防H2S。 （6）水源钻机一般为机械驱动，转盘钻进；煤层气钻机有机械驱动、 液压驱动，一般用动力水龙头钻进。
3.国内外煤层气钻机技术分析
3.1 国外煤层气钻机发展状况
国外生产煤层气钻机的企业主要集中在美国和德国，最知名的是 美国的雪姆（SCHRAMM）钻机、阿特拉斯（ATLAS）钻机和德国宝俄 （BOHRTECHNIK）钻机。雪姆的代表产品： （1）T685WS钻机：提升能力340kN， 适合于井深1000m内的空气钻进，配有空 压机、钻井液、注水、注泡沫管线，可实 现钻井液、泡沫、空气等多种钻井方式；
（2）T130XD钻机：提升力590kN，适合于井深2000m内的空气钻进，采用 伸缩桅杆技术，动力头净空行程高达15.24m，直接用液压桅杆升举和下放 钻具，可完成比较复杂的钻井工艺； （3）T200XD钻机：提升能力900kN，满足2800m深度钻进，动力头双档设 计，适合水平井，羽状井等特殊施工需要。
煤层气勘探开发现状、问题及其建议
煤层气勘探开发现状、问题及其建议我国煤层气产业开发较晚，目前还处于起步阶段，各个方面还不成熟，依然面临着很多的困难。
只有科学的解决这些难题才能促进煤层气产业更好地发展。
本文简要论述了现阶段我国在煤层气开采方面的现状及问题，并提出几条建议，以期促进我国煤层气产业的进步。
标签：煤层气勘探；开发现状；问题；建议煤层氣俗称瓦斯，是一种非常规气体能源，存在煤炭开采的过程中。
而且，这种能源危害性很大，当空气中煤层气的浓度达到一定的比例，遇火就会发生爆炸。
在煤炭开采中，富集的煤层气会发生喷出的危险，造成事故。
但同时，煤层气又是一种优质能源，含的热值非常高，可用来发电，也可以做燃料。
由于这种能源能够减少污染气体的排放，保护环境，因而受到很多国家的关注。
1我国煤层气勘探开发利用现状煤层气作为一种新型能源，受到很多国家的重视。
由于煤层气的成分与天然气相似，产物无污染，因而被看做优质能源。
我国对煤层气的勘探始于上世纪九十年代初，而且煤层气的含量居世界第三位，主要分布在陕西、山西、辽宁等地。
经勘探发现，仅辽宁省煤层气的产气量就已经很庞大，与澳大利亚全国的产气量相当，因此，加强对煤层气的勘探对我国经济的发展意义重大。
但是由于煤层气的潜在危险高，资金投入大，而且还需要高科技确保勘探的质量，所以，限制了煤层气产业的发展。
只有加大对煤层气勘探的研究，掌握煤层气勘探过程中的规律以及相关的开发技术，加大科研经费的投入，并确保专业人才的全面参与，解决相关的技术难题，才能确保煤层气的勘探量，而煤层气也将成为一种不可替代的优质能源，对保护环境意义重大，促进经济的全面发展。
2中国煤层气勘探开发中遇到的问题与障碍2.1技术与工艺无实质性进展中国煤层气有其自身的特殊性，比如“三低”现象以及地质变动性等，都增加了勘探的难度。
低压、低渗、低饱和的特殊性同时增加了勘探过程中的危险，生产技术没有得到突破性的提高。
如果在实际的勘探过程中，不能准确地测量压裂径长，就无法布置勘探井组，也就无法有效地进行开采。
中国煤层气井固井技术发展现状
中国煤层气井固井技术发展现状随着全球能源供应结构调整的步伐加快，煤层气成为全球范围内重要的非常规能源资源之一。
在中国，煤层气储量巨大，被广泛应用于供热、供气、发电等领域。
与此同时，各种技术手段的引入和开发也给煤层气勘探和开采产生了新的运用前景。
在煤层气的提取过程中，井固是煤层气开采的重中之重，对于煤层气气量、产量以及开采生产效率的提升具有不可替代的作用。
本文将就中国煤层气井固技术常规、新技术以及其发展现状进行探讨。
一、煤层气井固技术常规随着煤层气勘探和开采的不断深入和技术的不断进步，井固技术作为煤层气开采的关键技术之一，不断得到完善和改进。
其主要靠水泥浆固井、混凝土输入、杆中泵送等方法实现。
在实际操作中，煤层气井固技术一般根据具体的地质环境以及井筒情况进行选择，其主要的目的是有效防止井壁的塌陷、开裂以及各种地质灾害的发生。
常规的井固技术需要针对目标地层的物理、地质、力学等特性进行合理的泥浆浓度的调整。
二、煤层气新技术除了常规井固技术之外，近年来中国煤层气井固技术逐渐发展出一些新技术。
例如高渗细砂桥化技术、无异矿浆固井技术、混凝土短钉注入井固技术等技术。
与传统技术相比，新技术在施工和使用方面都更加方便和效果更好。
其中，高渗细砂桥化技术是指在井口始建产气细砂体，以一定的压力作用下，对井筒进行桥化处理，从而形成稳定的井壁支撑体系；无异矿浆固井技术是指通过改变井固泥浆体系中的成分和物化特性，使其与煤层气钻井水化学性质相同，使得固井泥浆不会干扰地层的水化特性，从而提高煤层气采集的成功率；混凝土短钉注入井固技术是指采用混凝土作为井固材料，配以短钉进行固化，可以有效保证井的稳定性和安全性。
三、煤层气井固技术发展现状当前，中国煤层气井固技术正处于不断完善和推动的阶段。
在具体的实践操作中，井固材料的使用和施工方式等方面越来越规范和科学化。
各种新技术的介入也推动了煤层气井固技术的不断进步。
同时，在传统技术基础上，将原材料进行优化、掺杂、改性等措施，以达到更好的强度和延展性。
煤层气钻井技术现状与发展秦红涛白西良
煤层气钻井技术现状与发展秦红涛白西良发布时间：2021-12-04T07:51:26.960Z 来源：基层建设2021年第26期作者：白西良[导读] 我国煤层气储量预计为35×1012m3，与常规天然气资源相当，但煤层气勘探开发研究起步缓慢。
钻完井技术基本沿用常规油气井技术。
到目前为止，还没有燃煤甲烷资源可用于生产方面的商业开发河南豫中地质勘查工程有限公司摘要：我国煤层气储量预计为35×1012m3，与常规天然气资源相当，但煤层气勘探开发研究起步缓慢。
钻完井技术基本沿用常规油气井技术。
到目前为止，还没有燃煤甲烷资源可用于生产方面的商业开发。
究其原因，现有煤层气钻充技术一直是制约煤层气发展的关键因素。
前言我国煤制气开发存在煤炭储存基础薄弱等问题。
地下井壁稳定性差和严重损坏的煤层这阻碍了燃煤甲烷的进一步开采。
针对这些问题近年来，我国有关人员在气层勘探技术研究方面取得了成功。
发展了各种分支水平孔勘探技术U型钻孔技术和裸眼钻孔技术这些问题在很大程度上得到了有效解决。
通过对我国煤层气钻井技术现状及发展趋势的相关分析，在此基础上提出煤层气钻井技术存在的主要问题及相关解决方案。
结合煤层气钻井经验和钻井项目勘探总结了煤层气开采技术和设备的现状。
先进的技术，如空气钻井多点钻孔精确对接、地质导向、临时插件保护。
不平衡钻井等，以及油气浅井钻机的高低组合。
此类钻井设备的研究、推广和应用。
以及液压车载钻机。
1.煤层气现状虽然我国煤层气开发试验遍布全国，但具有一定工业气流水平的煤层气井仅占井数的7%左右。
从钻完井技术和装备来看一般而言，石油和天然气钻井和完井技术是常用的。
以及许多新技术（例如水平井、不平衡钻井薄孔钻削等），以传统方式非常高效。
建设好地表通过地质记录和记录数据来获取真实的地质数据以获取详细信息。
地层学下一个施工区准确获取目标煤层的厚度、埋入深度和光刻。
地球物理测井是对煤层深度、厚度和地质的精确测定。
煤层气钻机的技术现状及发展对策
煤层气钻机的技术现状及发展对策1、国外煤层气钻机的技术现状国外用于煤层气井钻进的钻机主要是钻进效率高的车载钻井设备。
主要包括英格索兰车载钻机、雪姆车载钻机、钻科车载钻机等。
这些车载全液压钻机具有以下几方面的突出优点。
(1)模块化程度高。
安装拆卸工作量小，动作协调、速度快，井架起放迅速、钻进效率高。
(2)钻台高度可调。
钻台高度通过液缸调节，可以方便地实现合适的钻台高度，满足现代钻井对防喷系统的需要。
(3)自动化程度高。
钻柱的排放、连接和上卸全部自动化，无须手工操作，降低了劳动强度、减少操作人员，全液压动力头，可以实现自动控制钻井参数。
(4)配套能力强。
高性能的发动机、空压机、长寿命井底马达、高精度定向装置和随钻测量装置等技术成熟。
(5)操作环境友好。
采用全液压安全、低噪音，对环境的污染少，更符合HSE的要求。
2、国内煤层气钻机的技术现状目前国内用于煤层气开发的钻机主要是石油钻机、水源钻机和煤田钻机等。
实践表明，石油钻机、水源钻机和煤田钻机都不能很好地适用煤层气开发井的钻井作业需要。
近年来，国内一些单位，从国外进口了几台空气钻机(包括英格索兰车载钻机、雪姆车载钻机、钻科车载钻机等)。
空气钻井设备以其钻井效率高、施工成本低及对煤层的伤害小备受青睐。
3、国内煤层气钻机的技术发展趋势3．1煤层气田的地层特性及其对钻机的要求根据地层的硬度特征，我国主要煤层气田可能钻遇地层大致分为坚硬地层(如平顶山的砂岩、鹤岗的砂岩)、老地层(如石炭、二叠、三叠等)和松软新地层。
根据煤层的硬度特征，我国主要煤层气田可能钻遇煤层大致分为硬煤层(如晋城矿区高变质无烟煤)、原生结构煤层、构造煤及软煤层，其中后两种煤层在钻进过程中易发生井孔跨塌、卡钻、抱钻事故。
煤田地质勘探钻孔和煤矿开采资料显示，除个别地区煤系上覆地层存在含水层外，我国绝大多数煤层气田含煤地层及其上覆地层都属于弱含水层。
大量的煤田地质勘探钻孔资料显示，虽然我国绝大多数煤层气田的煤层为欠压储层，在钻进过程中极少有涌冒现象。
煤层气开发技术发展趋势
开发技术发展现状
排采技术：
针对煤层气井排采过程中易因煤粉伤害和应力敏感伤害而 导致产量锐减等难题，通过多年的伤害机理与产出机理研究及 大规模排采实践，形成了以控压(合理的工作压差)-控粉(适度的 煤粉产出率)-定压排采(拟定井底流压)为核心的排采技术体系。
控压控粉监控系统拓扑图
控压控粉排采 工艺流程示意图
增产改造方式发展趋势(五大趋势)：
直井水力压裂技术 水平井分段压裂技术 径向井/短半径水平井压裂技术 吞吐掏煤卸压增产技术 动力洞穴完井增产技术
压裂技术发展趋势
压裂技术发展趋势(六大趋势)：
由单一压裂煤层向压裂煤层底板或煤层顶板方向发展 由直井单煤层大规模压裂向水平井分段压裂方向发展 已由单一的初次压裂向解堵压裂和重复压裂方向发展 压裂规模不断增大，甚至朝着“压裂工厂”方向发展 压裂液在活性水基础上，逐步向多元压裂液方向发展 加砂强度趋于增加，由追求高砂比逐步向中砂比转变
钻井技术发展趋势
煤层气井钻井中常遇到的问题：
1）井壁稳定性差，易发生井下复杂事故
煤层的机械强度低(质软)，煤层多造后期
井径扩大率/%
构造破坏，天然裂隙发育，钻进中煤层段 极易发生缩径、扩径、坍塌等井壁失稳， 易造成卡钻甚至埋钻等井下复杂事故。
2）煤层质软、破碎，易造成取心困难
频率/%
钻井技术发展趋势
为满足国家对环境保护越来越严格的要求，业界必须着手研发绿色环 保的钻井液，以满足环境敏感区域的勘探和开发需要。
钻井技术发展趋势
钻井液：
屏蔽暂堵钻井液：
针对松软煤层的基本特点，研发了三种 屏蔽暂堵护壁钻井液： ① 水解屏蔽暂堵护壁钻井液
② 纤网屏蔽暂堵护壁钻井液 ③ 酶解屏蔽暂堵护壁钻井液
我国煤层气勘探开发现状与发展建议
煤层气的抽排有以下 ３ 种方式： ① 矿井通风排气降低煤层气浓度 在地面建通风井用风机往巷道内通空气， 在巷 道另一端的排风口抽含煤层气的空气， 以稀释巷道 内 的 煤 层 气 含 量 。这 种 方 式 抽 出 气 体 的 煤 层 气 含 量 极低， 很难应用， 都直接排到大气中去了。 ② 井下钻孔抽排 这种方式是在煤层气含量过高的工作面钻深 度为几十到几百米的横向井筒， 在井口连接管线一 直到地面， 用抽气机负压抽煤层中的煤层气， 等煤 层 中 的 煤 层 气 含 量 降 到 一 定 程 度 后 再 开 采 煤 。井 下 抽放系统回收的煤层气为中热值燃气， 其甲烷浓度 为 ３０％～５０％。 这 种 中 热 值 煤 层 气 主 要 用 作 民 用 燃 料和工业锅炉燃料， 少量也可用于发电和生产化工 产品。 我 国 煤 层 气 井 下 抽 放 已 有 ５０ 多 年 的 历 史 ， 抽 放 技 术 成 熟 ， ２０００ 年 全 国 井 下 煤 层 气 抽 放 量 为 ８．５８×１０８ｍ３。随 着 环 保 意 识 的 加 强 ， 更 多 煤 层 气 利 用
影响单井煤层气产量的基本因素有： 煤层厚 度 、含 气 量 、吸 附 常 热 、煤 层 压 力 、渗 透 率 、孔 隙 度 、 相 对 渗 透 率 和 临 界 解 吸 压 力 ８ 个 参 数 。有 利 于 煤 层 气开采的区域要选择高渗高含气量的厚煤层。
我国煤层气开发钻井液技术应用现状与发展思路
[收稿日期]2009208220 [基金项目]国家重大煤层气专项课题(2008ZX050362001;2008ZX050362002) [作者简介]赖晓晴(19652),女,1999年江汉石油学院毕业,博士生,现主要从事储层保护钻井液技术研究工作。
我国煤层气开发钻井液技术应用现状与发展思路 赖晓晴,楼一珊 (长江大学石油工程学院,湖北荆州434023) 屈沅治,王奎才,孙金声 (中国石油集团钻井工程技术研究院,北京100083)[摘要]煤储层钻井液技术需要关注的2个主要问题是安全钻井和储层保护。
从我国煤储层的煤岩特性和孔渗结构特点出发,总结了我国煤层气开发钻井液技术现状和存在的不足,提出了适合我国煤储层特点的钻井液技术发展思路。
[关键词]煤层气;煤层钻井;钻井液;煤储层保护[中图分类号]TE254[文献标识码]A [文章编号]100029752(2009)0520326203钻井液是首先与储层接触的流体,其优劣是影响煤层气开发的重要因素。
煤层气储层的岩石结构、孔渗特征、赋存方式都不同与常规油气储层,符合煤层气储层特征的钻井液技术才最有利于煤层气开发。
1 煤层气储层特征111 煤岩、孔渗及赋存特征工业开采的腐植型煤是由高等植物在沼泽环境下经过还原形成的。
它是一种非常复杂的有机物与无机物的混合体,有机部分主要含有多环芳香烃,它们由亚甲基键、醚键和环烷键相互联接[1～6],所以煤岩是一种混杂无机矿物的有机岩石。
它既是烃源岩,又是储集岩,其特征为:煤基质被天然裂隙网分成许多方块(基质块体)。
煤基质是一种多孔介质,其分子结构存在着晶体缺陷,使煤基质具有较大的内表面和容纳空间,一克煤的内表面积可达到100～400m 2。
孔隙是煤层气主要的储存空间,裂隙是煤层气主要的渗流通道。
煤层气的赋存方式和渗流特点决定着煤层气开采的关键是提高煤层气的解吸效率和渗透率,它们严重影响着煤层气的产量,在钻井过程中如何保护煤储层孔隙和裂隙倍受关注。
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向煤层气是一种新兴的清洁能源，具有丰富的资源储量和广泛的分布。
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向是一个备受关注的话题。
在全球温室气体减排的大环境下，煤层气的开发利用具有重要意义，通过科学有效的勘探及开发技术，可以实现资源的高效利用和环境的改善。
本文将探讨煤层气勘探与开发技术的应用现状及未来发展方向。
一、煤层气勘探技术的应用现状煤层气勘探技术是煤层气开发的基础，其应用现状主要包括：地质勘探技术、地球物理勘探技术、钻井技术和地下水保护技术等。
1.地质勘探技术煤层气地质勘探是通过对煤层气地质特征、成因、分布规律、储量和资源评价等方面的综合研究，探明煤层气资源的存在状况和分布规律。
地质地球化学勘探是通过煤层气的地球化学特征，探明煤层气的资源状况，为煤层气资源勘探提供重要数据。
煤地勘探是通过对煤层气形成和富集机理的研究，揭示煤层气分布规律，指导煤层气的勘探开发工作。
地球物理勘探技术是煤层气勘探的重要手段，其主要包括地震勘探、电磁勘探和重力勘探等。
地震勘探是通过对地下地质构造的声波反射和折射特性进行研究，找出煤层气的地下分布情况。
3.钻井技术钻井技术是煤层气勘探的必要手段，其主要包括井型选择及设计、钻井工艺及工具的选用、套管设计及固井工艺等。
井型选择及设计是根据煤层气地质特征，确定合理的钻井井型及井位，提高钻井成功率。
钻井工艺及工具的选用是根据煤层气的地下地质构造及地层岩性，采用合理的钻井工艺及工具。
4.地下水保护技术地下水保护技术是煤层气开发的重要环节，其主要包括地下水勘查、水文地质勘察和地下水环境监测等。
地下水勘查是通过对地下水文地质特征的研究，确定地下水资源的分布规律和状况，为煤层气开发提供地下水资源保护的依据。
地下水环境监测是通过对地下水环境的监测及评价，掌握地下水的变化情况，保护地下水环境。
1.抽采技术抽采技术是指通过抽采设备，将煤层气从地下储层抽采至地面，用于工业生产和民用供热等。
试析煤层气水平井开发技术现状及发展趋势
试析煤层气水平井开发技术现状及发展趋势摘要：煤层气水平井开发技术在我国的发展起步比较晚，但对其的研究和不断的总结，取得了非常大的技术突破和效果。
因此，本文针对煤层气水平井开发技术现状及发展趋势做出了进一步探究，对我国煤层气水平井技术的现代化发展状况、未来的发展趋势做出了细致的分析。
关键词：煤层气；水平井；开发技术；发展趋势我国经济的快速发展，对能源的需求越来越多，加剧了对能源资源的消耗，导致了能源的短缺，所以，我国正在全力探究新的能源资源，将油气资源短缺的情况进行弥补。
现在，对于煤气层的合理开发以及应用，有效减少了矿难事故的发生，减轻了人们对于油气资源的使用依赖。
因此，本文针对煤层气水平井开发技术现状及发展趋势进行了深入探究。
1、我国煤层气水平井技术的现代化发展状况我国在2004年的时候，对奥瑞安能源国际有限公司进行研发以及组织生产的水平井进行了应用，实现了在工艺上的全新突破，使产量有了整体的提升。
这是首次在我国进行的地面煤层水平实施多分支的钻进，在煤层当中，水平眼总进尺接近8000米，产量非常稳定，并实现了高产，每天产气量高达3000m3，甚至更高。
在之前使用DNP02水平井以后，我国又自主研发了两口水平井，在不断的研发和学习中，总结了大量的经验，全面应用我国自己的关键技术和相关设备，完成了具体的施工。
我国的企业对于自己研发和设计的水平井，无论是在技术上还是在效果上都有着较高的水准，其具体的技术为：（1）直井洞穴技术。
对该项技术为：设备应用机械切削单位的工作原理，利用钻具将设备装置的特殊设计置入到造穴井段当中，之后利用液压进行控制的手段，张开造穴工具当中的刀杆，借助钻具的力量进行旋转，将储层进行切削，以便最终的洞穴能够满足真实的需求。
（2）两井进行连通的技术。
对其的应用采用的关键技术为：使用近钻头电磁进行测距的形式，其中需要与随钻测量以及马达等进行密切的配合，钻具的实际组合为：设备的钻头和永磁短节、马达以及无磁钻挺、随钻测量以及钻杆等。
中国煤层气开发利用现状及前景展望
2.2 煤炭、煤层气矿业权重叠
矿权和气权分离，是目前煤层气开发中面临 的主要问题之一
矿权和气权的审批权分别在不同的部门，煤 层气是部一级发证，煤炭则是部省两级发证。 采煤和采气矿权管理部门不统一，致使政府的 监管力度不够
国家原则上规定先采气再采煤，但实际上难 以执行。从目前国家对能源的迫切需求来看， 停止煤矿生产，让煤层气先开采是不可行有近八成的重大煤矿事故都祸起瓦斯 2009年，全国26个产煤省（区、市）煤矿共发 生瓦斯事故143起、死亡710人 煤层气的抽采利用，可以有效降低煤层中的甲 烷含量，实现煤炭在低瓦斯状态下开采，保障 煤矿的生产安全，减少矿难的发生 煤层气开发利用量不断增加，煤矿瓦斯防治体 系建设得到加强，瓦斯事故和死亡人数随之不 断下降
✓ 煤层气工业利用
煤层气用作工业、汽车燃料，等同于天然 气，是一种清洁燃料，可以替代汽油，不仅 气价便宜，而且更加环保
煤层气作为一种优质的化工原料，可以用 来生产炭黑、合成甲醇、合成氨和生产乙炔 等，具有投资小、成本低、占地少、不污染 环境等优点
国内的煤层气工业利用项目主要有：铁法煤 层气供法库县陶瓷城项目，阳泉煤层气氧化 铝焙烧项目
加拿大: 煤层气资源量占世界第二位，连 续油管施工技术和煤层气液氮压裂技术两 项关键技术,生产区域主要在西部的阿尔 伯特省
德国: 在煤层气发电利用上较为成功，主 要技术特点是模块化燃气发电机组，采用 集装箱式设计,便于拆装、运输，对30%浓 度以上甚至略低于30%甲烷浓度的气体进 行发电利用，实现了电热联产
四、中国煤层气的开发利用前景
煤层气的开发利用，是一举多得的民生 工程，具有广阔的发展前景 ➢巨大的经济效益 ➢保障煤矿安全生产 ➢改善我国的能源结构，缓解常规油气供 应紧张状况 ➢保护大气环境
煤层气水平井钻井液发展现状
2019/12/24
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1 钻井液发展概况
钻井液在钻进过程中的作用
冷 却 钻 头 与 润 滑 钻 具
排 离 与 携 带 岩 屑
护 壁 与 堵 漏
提
高
破
岩传
碎 质心 递
岩 量的 动
石
数力
量Leabharlann 和保 护 储 集 层
2019/12/24
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主 要 内 容
2019/12/24
钻井液发展概况
√ 煤层气储层特征
煤层气钻井液发展 钻井液对储层的伤害类型 煤层气水平井钻、完井液体系建立 应用实例分析
致渗透率下降的现象。
（2）酸敏伤害：指酸液进入后与酸性矿物，产生凝胶、沉淀，或释放微粒，致使渗
透率下降。
（3）盐敏伤害：盐度的递减引起粘土矿物水化膨胀，不同盐度的溶液中，将出现渗
透率下降的现象，这一现象与储层的水敏性有关。
（4）碱敏伤害：指pH值大于7的溶液进入储层后，与储层岩石或储层液体接触，并
使储层渗透能力下降的现象。其主要是由于地层水和地层矿物中的二价离子（如：
通过对煤岩结构的分析，为了达到保护煤储层的需要，上世纪80年代美
国普遍使用清水作为钻井液。
2019/12/24
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3 煤层气钻井液发展
后来美国CDX公司发明了“生产井注气+清水泥浆”的钻井模式，即，
通过“穿针工艺技术”将一口水平井与一口直井进行近端对接，然后利用
国 空气压缩机从直井注气，在水平井直井段形成气液两相流，大大降低对煤
程阶中段发，展各起项参来数的尚一需种继续高完效封堵绒体囊系示。意绒图囊钻井液通过由空气、表面活性
善！
剂和高分子聚合物组成的绒囊状封堵材料暂堵裂隙,完井后自动解堵。
煤层气开采装备技术现状及发展趋势(上)
• 边抽边采——中高质量瓦斯 – 矿井抽采 – 采动区瓦斯 – 矿井通风气
• 先采后抽——低中质量瓦斯 – 采动区瓦斯 – 矿井通风气
O
国外非常规气大规模开发有30年的历史，在煤层气的储藏、开采上 形成了较为完备的理论和技术，已经形成了效益显著的产业化生产。
（1）定向井
定向井是使井筒沿特定方向钻达地下预定目标的油 气井。沿着预先设计的方向钻达目的层位的钻井方法， 称为定向钻井。
直井段
造斜点
稳斜井段
垂 深
α
-井斜角
实际井眼轨迹
设计井筒轨迹
靶区
水平位移
O
定向井施工的难度主要在井眼轨迹控制，实际定向井施工需要多次 重复跟踪监控，根据具体情况合理地选择和调整不同钻具组合，达到安 全有效控制井眼轨迹确保合格井身质量的目的。
为了鼓励煤层气产业的发展，国家现已出台一系列鼓励政策：上调 天然气价格，提价0.23元/ m3 ，煤层气价格也随之提高；中央财政按 0.2元/ m3（折纯）标准对煤层气进行补贴；从事煤层气勘查开采的企业， 2020年前可按国家有关规定申请减免探矿权使用费和采矿权使用费，对 地面抽采煤层气暂不征收资源税；对煤层气勘探开发作业的设备等免征 进口关税和进口环节增值税，增值税先征后退。
中国煤层气具有巨大的资源量和需求量，是国家重点发展的重要接替 能源之一。国家从能源有效利用和减少煤矿安全隐患出发，推出了大力支 持煤层气开发利用的 相关产业政策。
《新能源产业振 兴发展规划》已为煤 层气产业发展圈出了 2个产业化基地，15 个抽采利用矿区和 5条输气管道。
中国煤层气抽采 量将逐年增加， “十 一五” 的规划目标为 年产100亿m3 ， “十 二五”规划目标为年 产200亿m3 , 到2020 年计划达到500亿m3[2]。
煤层气开采技术与发展趋势
煤层气开采技术与发展趋势由于我国拥有较为丰富的煤层气资源，所以目前我国将天然气开发的重点逐渐放到了煤层气开采上面。
在此过程中，煤层气开采技术得到了不断提升与改进，推动了开采产量与效率的持续提升。
不过，虽然已有的煤层气开采技术都已经能够较好地适应我国的煤层气开采工作，但就技术本身而言仍有待进一步成熟和完善，所以未来重点仍应放在技术革新上面，并要不断完善产业链，加大政策支持。
标签：煤层气;开采技术;发展趋势煤层气是成煤母质在煤化作用过程中形成的，主要以吸附状态赋存于煤层或煤系地层中，以甲烷为主要成分的非常规天然气资源。
它俗称瓦斯，是一种新型洁净的能源，它不同于呈液态赋存的石油，又有别于主要以游离态存在于地层中的常规天然气。
经过十几年国内各部门自行的勘探工作，尽管未能取得煤层气商业开发的突破，但是，在引进、消化、吸收美国成功经验的基础上，在地质选区、实验室测试、钻井的工程工艺、试井、压裂和排采等方面取得了一些突破性的进展。
1常用的煤层气开采技术浅析（1）煤层气勘探技术，在进行煤层气开采之前，首先应当要对煤层气进行有效的勘探，充分了解煤层气藏的情况。
研究发现，地下构造在很大程度上影响着煤层气的储集和富集程度。
相关实践表明，一般能够产出大量天然气的煤层气藏，均属于压力圈闭气藏，其中又以水压圈闭气藏为主，其大多分布于向斜底部或者单斜底部;还有部分是气压圈闭气藏，其与普通的油气圈的形成原理类似，只不过是在煤层的微孔隙中储集。
通常裂缝发育昭示着高渗透带，向斜底部或者单斜底部的裂缝发育，乃是水压圈闭气藏的吸附气富集区。
如果煤层的位置在构造强烈变形的地方，或是断裂发育带上，那么将会大大增加煤层气的保存难度。
再者，若遇到火山岩活动，如果较强烈的话会破坏煤层，而如果活动幅度较小的话则反而有利于煤阶的升高及煤层有机质向气态的转化。
另外对煤层含气量具有较大影响的还有煤层顶底板的岩性，若其比较致密，则煤层含气量就会较高。
总而言之，先要经勘探查明地下构造的形态及地质条件、特征等，才能够拟定合适的煤层气开采方案。
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4 钻井液对储层伤害类型
敏感性伤害
固相侵入
应力敏感
损害类型
微粒运移
2020/3/6
水锁
结垢
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4 钻井液对储层伤害类型
敏感性伤害
（1）水敏伤害：指与储层不配伍的外来流体进入后，引起粘土膨胀、分散运移，导
致渗透率下降的现象。
（2）酸敏伤害：指酸液进入后与酸性矿物，产生凝胶、沉淀，或释放微粒，致使渗
透率下降。
（3）盐敏伤害：盐度的递减引起粘土矿物水化膨胀，不同盐度的溶液中，将出现渗
透率下降的现象，这一现象与储层的水敏性有关。
（4）碱敏伤害：指pH值大于7的溶液进入储层后，与储层岩石或储层液体接触，并
使储层渗透能力下降的现象。其主要是由于地层水和地层矿物中的二价离子（如：
Ca2+、Mg2+等）与碱中的钠离子交换。
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2 煤层气储层特征
煤
不同煤岩类型的煤，在物理或化学组成上的差异就造成了对煤的生气、
的
储气以及煤层气的解吸和渗流具有不同影响。宏观煤岩成分包括镜煤、
岩
石
丝炭、亮煤、暗煤。其中镜煤和丝炭是简单的煤岩成分，而亮煤和暗煤
学
特
是复杂的煤岩成分。依据总体相对光泽强度和光亮成分含量将宏观煤岩
征
因 生的裂隙，通常所说的面割理和端割理。②构造裂隙：因区域构造变动在煤层中 类
型 发育的裂缝。
煤的裂隙可分为：割理(内生裂隙)、外生裂隙、继承性裂隙。煤层的割理主要
煤
岩 是由煤化作用过程中煤物质结构、构造等的变化而产生的裂隙，分为面割理和端割
裂 隙
理。面割理一般是板状延伸，连续性较好，是煤层中的主要内生裂隙，而端割理只
国 性地层和煤本身具有亲油性，在钻井液中通常添加磺化沥青，以希望通
外
技 过磺化沥青在煤层表面形成泥饼，而起到防塌、防漏作用。实际应用中，
术 现
磺化沥青不能在煤层表面形成致密封堵层。储层保护未能收到应有效果。
状
煤是一种含多孔介质的大分子聚合物，具有大分子聚合物的一些特
点，如很强的吸收或吸附各种液体和气体而发生煤岩基质膨胀的能力。
组
分 理和阻挡割理的作用，对割理发育不利；壳质组的机械强度大于镜质组和
惰质组，壳质组对煤层割理发育影响不大。
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2 煤层气储层特征
煤分子骨架为疏水性很强的有机物质，分子上有酸性（阴离子）基
煤 的
团，如羧基，有碱性（阳离子）基团，如胺基，还有极性基团，如羟基，
化
学 可同阳离子表面活性剂结合，又可同阴离子表面活性剂结合，还可通过
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1 钻井液发展概况
钻井液在钻进过程中的作用
冷 却 钻 头 与 润 滑 钻 具
排 离 与 携 带 岩 屑
护 壁 与 堵 漏
提
高
破
岩传
碎 质心 递
岩 量的 动
石
数力
量
和
保 护 储 集 层
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7
主 要 内 容
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钻井液发展概况
√ 煤层气储层特征
煤层气钻井液发展 钻井液对储层的伤害类型 煤层气水平井钻、完井液体系建立 应用实例分析
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钻井液发展概况 煤层气储层特征
√ 煤层气钻井液发展
钻井液对储层的伤害类型 煤层气水平井钻、完井液体系建立 应用实例分析
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3 煤层气钻井液发展
国外煤层气勘探开发始于上世纪七、八十年代尤其以美国、澳大利
亚、加拿大作为代表，其起始阶段煤储层保护的主导思想是以常规油气
钻井液为基础，根据煤层一些表象特性进行相关的改进。如煤层属裂缝
缩率的煤层的主要影响因素）。
克 林
当液体在多孔介质中流动时，由于液体的粘滞性，造成接近固体表面的层流
伯 速度近于零。在煤岩中，不同气体实验所得到的Klikne系数和绝对渗透率值均可
格 效
能不同，这是由于煤岩对气体有较强的吸附能力，吸附气体后使煤基质收缩造成
应 的对渗透率的影响。
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主 要 内 容
结
构 极性基团同非离子表面活性剂结合。煤还含有带有这些基团的解聚的低
分子化合物（如煤焦油），上述作用使煤对外来流体的敏感性有别于砂
岩。
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2 煤层气储层特征
煤 原生孔隙：在沉积时就已存在的孔隙，称为原生孔隙。
的
孔 次生孔隙：指在煤化作用过程中形成的孔隙，称为次生孔隙。
隙 成
裂缝：①煤化作用裂隙：在煤化作用过程中因成煤物质结构、构造等的变化而产
类型划分为4种：即光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤。
煤的显微组分是在显微镜下可识别的有机成分，煤的显微组分没有特
煤 殊晶体形式，化学组成不稳定。煤的显微组分中主要包括镜质组、惰质组
的 显
和壳质组。镜质组（尤其是均质镜质体）致密、均匀、块体大，有利于割
微 理顺利延伸和发展；惰质组是多孔状的、纤维状的，有释放应力、减弱割
3
1 钻井液发展概况
钻井液服务于钻井工程。它直接关系着钻井质量的优劣、速度的快慢、采 油、采气的多少、甚至钻井工程的成功与失败。因此，被誉为钻井的“血液”。
解放初期，我国的钻井液技术非常落后，当时对处理浅层松软粘土造浆和 水泥侵入都力不从心。解放后，随着我国石油勘探工作的迅速展开，钻井液技 术也迅速地发展起来。1983年改革开放以后，对照世界钻井液技术发展，我国 开始有计划地发展钻井液技术。随着“七五”、“八五”国家科研攻关计划实 施，为配合钻井工程方面开展的“定向井、丛式井钻井技术”、“水平井钻井 技术”等课题的完成，钻井液技术进行了“新体系”的研制和机理攻关，取得 了多项突出成果，钻井液处理剂已发展到19大类200多个品种。钻井液专业队 伍日益庞大，并与国际有着广泛的联系和交流，使中国钻井液总体水平接近了 国际水平。
善！
剂和高分子聚合物组成的绒囊状封堵材料暂堵裂隙,完井后自动解堵。
可降解钻井液：采用可降解钻井助剂，配制成无固相钻井液，待完
钻后替入完井液，对钻井液进行降解、并适当改善污染带，提高近井渗
流能力。
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主 要 内 容
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钻井液发展概况 煤层气储层特征 煤层气钻井液发展
√ 钻井液对储层的伤害类型
通过对煤岩结构的分析，为了达到保护煤储层的需要，上世纪80年代美
国普遍使用清水作为钻井液。
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3 煤层气钻井液发展
后来美国CDX公司发明了“生产井注气+清水泥浆”的钻井模式，即，
通过“穿针工艺技术”将一口水平井与一口直井进行近端对接，然后利用
国 空气压缩机从直井注气，在水平井直井段形成气液两相流，大大降低对煤
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1 钻井液发展概况
目前钻井液已经被广泛运用于：地质、矿产、冶金、煤炭、资源、 能源、 环境、 交通、建筑
钻井液逐步向多用途、多功能、专业性发展 • 水基钻井液 油基钻井液 聚合物钻井液 可压缩钻井液
从钻井液系列的发展情况来看，水基钻井液经历了从分散钻井液到不分 散钻井液等发展阶 • 细分散钻井液 粗分散钻井液、 不分散低固相钻井液
煤 以确定的参数。煤基质的渗透率极低，一般可不考虑，通常所说的煤层 的
渗 透
渗透率是指煤层割理渗透率。面割理和端割理发育规律不同，沿面割理
率
和端割理的渗透率也不同、延伸较长的面割理具有较高的渗透率，常比
端割理的渗透率高几倍，甚至一个数量级。
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2 煤层气储层特征
有 效
有效应力是裂隙宽度变化的主控因素。有效应力增加，导致裂隙宽度减小，
系 发育于两条面割理之间，一般连续性较差，缝壁不规则，是煤层中的次生内生裂隙
统 特 。 外生裂隙是煤层在较强的构造应力作用下形成的裂隙，可分为塑性外生裂隙、
征 张性外生裂隙和劈理。继承性裂隙兼具割理和外生裂隙的双重性质，属过渡类型。
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2 煤层气储层特征
煤的渗透率是煤层气开采中一个最为关键的参数，也是最复杂且难2020Fra bibliotek3/65
1 钻井液发展概况
— 1958年，完全絮凝剂-聚丙烯酰胺成功应用； — 1960年，选择性絮凝剂-部分水解聚丙烯酰胺和醋酸乙烯酯与顺丁烯酐 的共聚物成功应用； — 60年代初，研制出具有特殊剪切稀释作用的生物聚合物，可用于钻井液、 压裂液、聚合物驱提高采收率等方面； — 70年代，为解决深井抗高温问题，研究并应用磺化系列处理剂：磺化酚 醛树脂（代号SMP）、磺化褐煤（代号SMC）、磺化单宁和栲胶（代号SMT、 SMK）等； — 70年代中期，研究并应用有机阳离子聚合物、两性离子聚合物等； — 80年代后，表面活性剂在钻井液中开始广泛使用； — 90年代后，聚合醇、合成基、甲酸盐等环保型强抑制钻井液开始使用。
有煤层都适应，
加抑制剂能够常最用大于限直度井的！降低对煤层的伤害，保证了煤层吼道、裂隙畅
国 通，为后期煤层气排采提供了优良的先决条件。
内
技
绒囊钻井液：绒囊钻井液是研究和应用石油天然气微泡类钻井液过
术 现 状
缺点：尚处于现场运用初级
程阶中段发，展各起项参来数的尚一需种继续高完效封堵绒体囊系示。意绒图囊钻井液通过由空气、表面活性
外
技 储层的压差作用，有效保护了煤储层。 术
现 状
加拿大阿尔伯塔盆地作业的Encaca公司，发明了一种大分子聚合物钻
井液体系，其能够在钻开煤层短时间内将井壁周围的煤割理系统进行封堵，
钻完后，用其单位自主研发的破胶剂（BREAKER）进行洗井，将煤割理中