煤层气固井技术

合集下载

7固井

充填好水泥的作业，称为固井工程。
向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形
空间注入水泥的施工作业称之为固井。包括下套管和
注水泥。
3
概述
2、工艺介绍下套管注水泥候凝检测评价
4
概述
3、固井工程的步骤
下套管
套管由接箍和本体组成。

最
套管柱由单根套管+浮箍+引鞋（用来引导套管柱顺利入井，接在套管柱
管柱应由强度不同的几段管柱组成，在不同部位的管柱满足不同主要矛盾的要求。这种由几段强度不同的管柱组成的套管柱称为复合套管柱。
33
三、套管柱强度设计
技术套管柱设计一般步骤：
1）确定不同外载下安全系数
抗拉安全系数：1.50～2.00，常用1.80；抗外挤安全系数：1.00～1.50，常用1.125；抗内压安全系数：1.00～1.75，常用1.10. 2）套管柱设计采用“等安全系数法”，即套管柱各段最小安全系数必须≥所规定的某一安全系数。
2、动载
特点：瞬时地、单一地作用在套管上。产生原因：
起下钻时速度变化产生的动载阻、卡套管时提拉动载
摩擦动载
碰压动载密度差产生的附加拉力
18
一、套管外载分析与计算作用在套管上的主要载荷应是：
轴向力：自重、浮力
外挤压力
内压力
19
一、套管外载分析与计算
1.外挤压力管外钻井液液柱压力:（水泥不返到井口时，上部有一段套管外为钻
32
三、套管柱强度设计
1、套管柱强度设计方法
如果令：设计外载 = 外载×设计安全系数则按安全系数法设计套管柱也就是要求：
套管强度≥设计外载
所设计出的套管柱应该是既满足抗挤要求，又满足抗内压要求和抗拉要求。从前述的套管柱受力分析中可见，套管柱所受的各种外载沿管柱的

浅谈煤层气固井技术

浅谈煤层气固井技术摘要：我国的煤层气资源十分丰富，但开发利用刚刚起步。

煤层与一般的油气层相比，具有埋藏浅，微孔隙和裂缝发育，煤层的机械强度和孔隙度较低，易坍塌，易污染。

文章根据煤层气井的特点，介绍了一般油气井固井与煤层气固井的区别、煤层气固井的特点及难点，总结了目前煤层气固井存在的主要问题。

关键词：煤层气固井固井质量水泥添加剂一、煤层气固井技术研究1.煤层气井的特点1.1煤层埋藏浅，一般在300~1500m之间，井底温度及压力低，远远小于油气井的井底温度与压力。

煤层孔隙及割理发育且具有双重孔隙结构，其微孔和超微孔的体积约占50％以上(孔隙内表面积高达200~400m2/g煤)，吸水后易产生井壁垮塌、漏失，并造成孔隙堵塞。

1.2煤层孔隙压力梯度一般小于0.01MPa/m,属于低压地层地层压力系数变化规律性差，很难预测，难以平衡压力固井。

1.3煤层微孔隙发育，割理多，非均质性强，机械强度低，力学稳定性差，在外力作用下极易破碎。

该特点在钻井上极易引起煤层的坍塌。

破碎，导致井径扩大率偏大。

1.4煤储层存在渗透性滞后现象。

煤层的渗透性低，孔隙压力低，钻井和固井过程中平衡压力大，煤层极易受到伤害。

2.煤层气固井的特点和难点2.1煤层的空隙压力梯度和破裂压力梯度低，水泥浆密度比钻井液密度（1.03~1.10g/cm3）高得多。

煤层气井封固段一般为600~1200m，水泥浆一般要求返出地面由于封固段长，固井过程中易形成高的过平衡压力，很容易发生漏失。

一方面水泥浆低返，影响固井质量；另一方面水泥浆渗入煤储层，对煤层造成很大伤害。

2.2煤层气井一般采用二开结构，用0215.9mm钻头钻开煤层，下入0139.7mm 生产套管。

固井时替浆量少，除压塞液外，一般井替浆量只有5~11m3，注水泥完毕即有一般体积以上水泥浆进入环空，如此少的替浆量，固井根本无法实现紊流顶替。

受设备及井下条件限制，固井时也根本达不到稳流顶替的排量。

煤层气井固井技术的探讨

１煤层气井的特点

性强，机械强度低，力学稳定性差，在外力作用下极易破碎。该特点在钻井上极易引起煤层的坍塌、破碎，导致井径扩大。（）５煤层存在渗透性滞后现象。煤层的渗透性低，孔隙压力低，钻井和固井过程中极易受到伤害。
煤层气（煤层甲烷ＣａａＭｅａｅ是以吸附或储ｏｌｄｔｎ）ｈｈ集方式存在于煤层孔隙中的天然气。通过排水降压使其解析出来。它作为一种新能源，不仅热值高，而且没有环境污染．有广阔的应用前景。煤储层是具有基具质孑隙和裂缝孔隙特征的双孔隙系统，Ｌ渗透率小于１ ×１～远远小于油气储集层砂岩的渗透率）０ｍ（。
出了几个在以后煤层气井固井中应研究解决的问题。关键词煤层气井特点固井中圈分类号Ｔ７２．文献标识码ＡＤ１６
ＴｈｅｏｄＰｏｐｃｉｇＴｅｍｆＳａｄｎａｏｏｙＢｒａｅＳｃｎｒｓｅｔａｏｈｎｏｇＣｏｌｎＧｅｌｇｕｅｕ
（）２砂子：采用河砂作配料，下井前要过筛，颗粒
粗细要均匀，含泥量按重量计算不大于３％。（）３石子：采用瓜子石，直径为５—１ｍ０ｍ。（）凝剂：量符合标准，４速质每批有出厂合格证，过期失效禁止使用，配比为水泥重量的２～％。其４（）５喷射混凝土配比：喷射砂浆的配比为１２喷：；射砼配比为１２２：：。两帮喷浆必须有不小于１０ａ的０ｒｌｅ

浅谈煤层气井固井存在的问题及技术措施

111浅谈煤层气井固井存在的问题及技术措施温晓桐（山西省地质矿产研究院，山西太原 030001）摘要：近年来，我国对煤层气的抽采工作给予很大的政策支持和资金援助，但是我国煤层气的整体开发进度远远低于国家相关政策规划要求，距离世界发达国家之间还有很大一段差距，远远不足于西方发达国家的平均水平。

其中的原因有很多，最主要的就是在对煤层气进行抽采和使用过程中存在着许多技术性难题，这些技术问题直接制约着我国煤层气的开发进程。

本文主要对煤层气井在固井过程中存在的问题进行讨论，并提出一些相应的技术措施。

关键词：煤层气；固井技术；问题研究中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2015)-12-0111-1煤层气产生于煤层形成过程中，其中甲烷的含量占据了煤层气的绝大部分，因此，煤层气是一种可再生的清洁能源。

我国煤层气储存量十分丰富，但是整体的抽采作业还处于起步状态，与西方发达国家相比还有很大一段距离。

其中一方面与国家的政策制度有关，另一方面与煤层气抽采技术有关。

近年来，我国大力鼓励支持发展煤层气开发有非常重要的政策支持。

另外，由于煤层气处于煤层间隙，在煤矿采煤过程中很难对煤矿工作层的气压进行平衡，因此，在对煤层气进行抽采过程中还面临着诸多问题，还有许多技术问题有待解决。

1 煤层气介绍煤层气又被称为“瓦斯”，通常产生于煤炭产生过程中，据相关数据显示，从泥炭发展到无烟煤的整个过程中，每吨煤都会释放产生出高达50~300立方米的煤层气，煤层气中含量最多的组成成分是甲烷，是一种可再生的清洁能源。

据相关统计，我国煤层气的存储量达到36.8万亿立方米，还有许多煤层气资源还正处于勘探状态。

此外，煤层气的抽采对于保护生态环境、提高社会经济效益具有直接的影响力。

随着我国煤炭工业不断进步，加上国家相关政策的支持力度不断增大，整体矿采规模逐渐增大。

但是我国煤层气抽采的整体效率却很低、利用率也特别低，我国煤层气产业需要在抽取和利用的整个阶段的广度和深度方面都有待发展。

煤层气固井技术

(3) 煤层气井套管柱试压要求
套管外径mm ф139.7 ф177.8
试压压力MPa 20 20
30分钟降压MPa ≤0.5 ≤0.5
2煤层气井固井质量检测与评价
(1)井温测井主要应用于确定套管外水泥浆返高，也作为水泥充填程度的补充解释。 (2)声幅和变密度测井固井质量情况：利用声幅和变密度测井分井段解释两个界面水泥胶结程度，特别是目标煤层上下各30m井段固井质量。 (3) 固井质量评价固井质量评价分为四级：优良声幅值＜10%，变密度图上地层波显示清晰；合格声幅值10~20%；基本合格声幅值20~30%；不合格声幅值＞30%。
不规则井眼、大井眼目的层固井封固质量
7．双级注水泥工艺技术
解决不同压力和地层介质目的层封固质量
1煤层气固井技术与工艺
(1) 煤层气固井技术要求
水泥返高计算：
H＝（Fd/10-ρm）×hd/(ρc-ρm)
Fd——煤储层破裂梯度，kPa/m； ρm——固井时井内钻井
液密度，g/cm3；hd——煤层深度，m； ρc——最大水泥浆平均密
声幅值＞30；地层波弱、难辩认
达不到基本合格
用现场水对设计用的水泥做48h抗内压强度试验 /Mpa
≥14
套管柱质量、组合、下置深度
符合设计
生产套管用微珠低密度水泥固井，水泥浆密度 /（g/cm3）
＜1.60,水泥浆的返深达到设计要求。
生产套管环空水泥返高为最上目的煤层以上 200m，正、负值m
10
30
50
注1：固井质量声幅测井，技术套管水泥候凝36h；生产套管水泥候凝48h。
注2：若有部分封固段水泥环胶结质量较差时，而目煤层上下各有30m以上优质水泥环可视为单层封固合格。

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U型井水平井固井技术研究

第２５卷２期２０１３年２月
ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７４ — １８０３．２０１３．０２．１６
文章编号：１６７４ — １８０３（２０１３）２－００７１ — ０３
中
国煤
炭地
质
Ｃ０ＡＬＧＥ０Ｌ０ＧＹ０ＦＣＨＩＮＡ
Ｖ０Ｉ＿２５Ｎｏ．０２Ｆｅｂ．２０ｌ３
煤层气Ｕ型井水平井固井技术研究
徐培远ｌ｜，杨樱花
（１．河南省煤田地质局，河南郑州４５００４６；２．河南省能源钻井工程技术研究中心，河南郑州４５００５３）
可逐步推广。
关键词：煤层气；Ｕ型井；水平井；套管串；泥浆体系；固井技术中图分类号：Ｐ３４．５文献标志码：Ａ
ＡＳｔｕｄｙｏｎＵ— －ｓｈａｐｅｄＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＣＢＭＷｅｌｌＣｅｍｅｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｉｓｑｕｉｔｅｃｏｍｍｏｎ，ｐａｒｔｏｆｓｌｕｒｒｙｗｉｌｌｐｅｎｅｔｒａｔｅｉｎｔｏｖｅｒｔｉｃａｌｓｅｃｔｏｒａｎｄｃａｕｓｅｄａｍｅｇｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｅｉｃｆｉｅｎｃｙｉｓｔｏｏｌｏｗｉｎｉｎｃｌｉｎｅｄｓｅｃｔｏｒ，ａｎｄｅａｓｙｔｏｃａｕｓｅｓｌｕｒｒｙｃｈａｎｎｅｌｌｉｎｇ，ｔｈｕｓｉｍｐａｃｔｉｎｇｔｈｅｃｅｍｅｎｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｅｔｔｌｅｔｈｅｉｓｓｕｅ，ｓｈｕｎｔｔｉｎｇｓｌｕｒｒｙｃａｓｉｎｇｓｔｉｒｎｇｓｃｏｎｉｆｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｕｓｉｎｇｌｏｗ— ｄｅｎｓｉｔｙｃｅｍｅｎｔｓｌｕｒｒｙｐｌｕｓｒａｐｉｄｓｅｔｔｉｎｇｅａｒｌｙｓｔｒｅｎｇｔｈｃｅｍｅｎｔｓｌｕｒｒｙｗｅｌｌｃｅｍｅｎｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｌｕｒｒｙｒｅｔｕｒｎｔｏｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｍｏｏｔｈｌｙ，ｂｕｔａｌｓｏａｖｏｉｄｖｅｒｔｉｃａｌｓｅｃｔｏｒｓｌｕｒｒｙｓｃｏｕｉｎｒｇ，ｔｈｕｓｑｕａｌｉｔｙｏｆｗｅｌｌｃｅｍｅｎｔｉｎｇｃａｎｂｅｅｎｓｕｒｅｄ．Ａｓｓｕｃｈ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇｈａｓｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｓｉｍｉｌａｒＵ－ｓｈｐｅｄＣＢＭｗｅｌｌｃｅｍｅｎｔｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｃａｎｂｅｐｒｏｍｏｔｅｄｇｒａｄｕａｌｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＢＭ；Ｕ－ｓｈａｐｅｄｗｅｌｌ；ｈｏｉｒｚｏｎｔａｌｗｅｌｌ；ｃａｓｉｎｇｓｔｉｎｒｇ；ｃｅｍｅｎｔｓｌｕｒｒｙｓｙｓｔｅｍ；ｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇ

煤层气井固井技术的研究

ｍ３
。
２我国煤层气形成的地质特征
与常规油气藏相比，煤储层主要有以下特点ｌ：３ｊ（）１煤层气主要吸附于煤层内表面，煤层本身就是
主要的储气层。
世界各主要的产煤国家都积极地开发本国的煤
层气工业。在这方面，已形成煤层气产业的主要有美
等省（）区。经过十几年的勘探开发，取得了一定成果，
地面开发煤层技术已初步形成了～套适合我国煤储层条件的工程工艺。但是，层气开发政策扶持力度仍煤然有限，且投人低，并比较分散。我国虽然具备有一定的技术基础，是实践经验仍然比较少。需要在煤层但气方面建立国家专项规划，一步推动煤层气的利用进
限［ｌ２。
１２国内煤层气发展现状．
值高，而且不污染环境，有广阔的应用前景。我国的具
煤层气资源十分丰富，测全国有３预９个含煤盆地、７６
个聚煤单元，０深浅的煤层气资源量约为２．２００ｍ２５
至２０亿ｍ３基本形成产业化规模。２０５，０３年，国煤美层气年产量已超过４０亿ｎ，０４年产量达５０亿５ｌ２０３０
ｍ３
，
裂隙相当发育，这些裂隙相互交叉切割，成煤储层复形
杂的割理裂隙系统，煤储层易碎，岩性差，固井使成给

煤层气“U”型井施工技术

圄
二、 “ Ｕ”型井特点及开发煤层气的适应性 ① “ Ｕ”型井由水平井与直井构成，兼有单分支水平井沟通割理与直井 “ 点状 ”排采煤层气的特点。 ②作为新型钻井，其为两井连通、地质导向、水平钻井等多种先进技术的综合，钻井难度大。
二开直井段钻进要控制好井斜，为下部井段施工创造良好条件，钻具组合３１１１ｍｍ钻头＋① １６５ｍｍ无磁钻铤１根
＋ ①１７７．８ｍｍ钻铤３根＋１２７ｍｍ钻杆。
３．二开造斜段钻进
管下一个刚性扶正器，力求使套管串居中，增强紊流顶替效
弯螺杆＋①１６５ｍｍ无磁钻铤＋ＬＷＤ＋①１２７ｍｍ加重钻杆２根
＋１２７ｍｍ￣杆＋１２７ｍｍ加重钻杆＋１７７８ｍｍ￣ｕＦ铤。（四）钻井液
一
两个井口可以任意选择，充分依靠倾斜地层的坡度，
利用重力作用实现排水采气。
＠水平井压裂控制范围大，可以减少钻井数量，降低开
采成本。
开井段地层胶结性差、疏松、井壁不稳定，易坍塌掉
⑧ “ Ｕ”型井的特点，适合含气量高、硬度高、割理发
育、含水量高以及复杂高陡构造煤储层的开发。三、 “ Ｕ” 型井钻井工艺（一）掏穴井施工 “ Ｕ” 型井是由一口掏穴井和一口水平井组成，首先进行掏穴井施工，井身结构为２４４５ｍｍ表层套管＋① １７７．８ｍｍ生产套管完井，在目的层位下入玻璃钢套管，固井后在连通目的层段进行了扩孔，扩孔直径５００ｍｍ，长度４ｍ。

煤层气固井特点及技术

煤层气固井特点及技术我国的煤层气资源十分丰富，开发利用刚刚起步。

煤层与一般的油气层相比，藏浅微孔隙和裂缝发育，煤层的机械强度和孔隙度低，易坍塌、易污染。

文章根据煤层气井的特点，介绍了煤层气井固井的特点及难点，总结了目前煤层气井固井存在的主要问题。

根据煤储层的特点，提出了固井技术对策及外加剂的选择。

标签：煤层；微孔隙；固井煤层气不同于常规油气，它是以吸附态为主吸附于煤层孔隙中。

目前煤层气固井技术需要考虑两个因素：①将储层及相邻的上下岩层封闭，以便建立产区通道；②用优质的水泥和不同作用的外加剂配出性能优良的水泥浆，优质的水泥环保护产层，保障压裂作业，延长每口井的开发寿命。

1 煤层气井固井的特点煤层埋藏浅，顶替效率低。

煤层气井井深浅，固井时替浆量少，注水泥完毕即有一半体积以上的水泥浆进入环空。

受设备及井下条件的限制，固井时根本达不到紊流顶替的排量，且紊流顶替时环空返速高，摩阻大，在低压易漏的井中甚至会压漏地层。

同时煤岩层光滑、不规则的解理面不利于水泥环二界面的胶结，对水泥浆性能要求较高。

煤层压力低，固井时易发生漏失。

煤层气井的封固段长一般为300～1200 m，煤层孔隙压力梯度低，水泥浆密度比钻井液密度高得多（钻井液密度一般在1.03～1.08g/cm3之间）。

煤气层地层压力系数变化规律性差，难以平衡压力固井。

在固井过程中水泥浆密度高或施工不当，都易形成过平衡压力而导致漏失，一方面导致水泥浆低返，影响封固质量；另一方面使水泥浆渗入煤层，污染煤层。

2 煤层气固井技术2.1 固井水泥浆体系满足煤层井固井要求的水泥浆体系，要求适应储层特性，低温快凝、低失水、高早强、浆体稳定性好、稠度适宜，同时对煤层的伤害小。

2.1.1 水泥浆密度煤层岩心强度和煤储层地应力特征决定了水泥浆密度范围和环空液柱压力系统的设计。

按照常规要求，水泥浆密度应大于井眼坍塌压力、小于煤层渗漏压力。

在此基础上，在水泥石抗压强度满足要求的条件下，采用密度尽量低的水泥浆。

固井简介-精品文档

固井简介
汇报人： 2023-12-15
目录
• 固井概述 • 固井材料与设备 • 固井工艺与技术 • 固井质量评价与检测方法 • 固井工程应用案例分析 • 未来发展趋势与挑战
01
固井概述
定义与作用
定义
固井是指通过水泥浆的注入，将套管和井壁之间的环形空间固定，以防止井壁坍塌、油气水窜槽等问题，从而确保油气开采的安全和稳定。
常规固井设备
包括固井水泥车、混浆泵、压塞泵等，用于实现固井过程中的混合、泵送和压塞等操作。
特殊固井工艺
防气窜固井
采用特殊的水泥浆体系和施工方法，防止气体在固井过程中上窜或下窜。
防漏失固井
采用低失水、高强度、防漏的水泥浆体系，防止水泥浆漏失。
防腐蚀固井
采用具有防腐性能的水泥浆体系和外加剂，防止对套管和水泥环的腐蚀。
固井设备与工具
固井设备
包括水泥车、压风机、搅拌器等，用于输送、搅拌和泵送水泥浆。
固井工具
如套管鞋、扶正器、胶塞等，用于确保套管居中、提高固井质量等。
03
固井工艺与技术
常规固井工艺
01
02
03
常规水泥浆体系
包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等，适用于不同地层和井深。
常规固井方法
包括一次性固井、分级固井、尾管固井等，根据井况和工程要求选择合适的方法。
安全管理
固井作业属于高危行业，安全管理是固井作业的重要环节，需要加强安全管理和培训，提高员工的安全意识和技能水平。
复杂地层
复杂地层是固井作业的难点之一，如高应力地层、破碎地层等，需要加强地层研究和对策制定，提高固井质量和效果。
THANKS

延川南区块煤层气水平井固井技术的探讨

摘
要：介绍了延川南区块煤层气资源概况，分析了延川南区块煤储层的特点以及煤层气井固井
的难点，提出了针对该区块煤储层条件的固井技术对策。文中还指出应考虑后期开采的需求，同时结合延川南区块煤储层埋藏浅、非均质性强，机械强度低，力学稳定性差，易坍塌，易污染等
ｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｗｅｌｌｓｉｎＹａｎｃｈｕａｎｎａｎｂｌｏｃｋ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｙａｎｃｈｕａｎｎａｎｂｌｏｃｋ；ｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅ；ｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｙ；ｄｇｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；
特点以及煤层气水平井固井工艺难点，研究设计出一套适合延川南区块煤层气水平井的固井工艺
技术。
关键词：延川南区块
煤层气固井工艺顶替效率摩阻分析水泥浆
ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎａｂｏｕｔＣｅｍｅｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＣｏａｌｂｅｄ
ｍｅｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇｏｆｈｏｉｚｒｏｎｔｌａＣＢＭｗｅｌｌｓ，ａｓｕｉｔａｂｌｅｃｅｍｅｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇｐｒｏｇｒａｍｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒ

煤层气固井要点

固井注意事项及要点
（1）水泥浆返高：必须达到设计要求，保证压裂时地层不被压穿，一般是返至地面，生产套管一般返至最上层煤顶板上250~300m左右。

质量要求设计水泥返高超过最上一层目的煤层顶界150m，实际超过顶界不少于50m，其中要求合格的水泥环段不少于30m。

（2）声幅测井，评价水泥环胶结质量
声幅测井检查是否可能会发生层间窜通现象，要防止层间窜通，若水泥环胶结不好，射孔后煤层段套管，排采时随着水压的下降，地层中的水层将会顺着胶结不好的水泥环流向井筒，导致产水量增大，液面难以下降。

（3）人工井底
要求最下一层目的煤层底界距人工井底≥40m，人工井底至管鞋≥10m。

生产中人工井底至管鞋只有2m左右【浮箍+短接+浮鞋（引鞋）】。

有时，钻井队未下入短接。

太薄层的话，容易压穿底部，2m左右的水泥没有10m厚的水泥封固质量好。

（4）试压
套管柱试压应于声幅测井、人工井底符合设计要求厚进行要求套管柱试压介质与井内介质相同或用清水，。

煤层气固井技术

煤层气固井技术煤层气是指储集在煤层中的天然气。

与石油天然气的游离态储存方式不同，煤层本身既是气源岩也是煤气储集层，90％左右的煤层气吸附在煤基岩中，形成了一种巨大的新兴潜在能源。

自上个世纪50年代美国率先采用降压、解吸、扩散和渗透工艺技术开采煤层气资源以来，美国的煤气产量接近天然气产量的5％，已经形成煤气的规模化开发。

目前，我国山西、江西的煤层气开发已初具规模，并呈增长趋势。

由于受煤层物性的限制，国内煤层气井的完井工艺主要采用套管射孔方式。

固井作业是套管完井工艺中的关键环节，而水泥浆体系则在很大程度上决定了固井质量的优劣。

山西煤层气井的固井作业中已经采用了低密度早强低滤失水泥浆体系，并取得了良好的效果，但由于该水泥浆体系不具备膨胀特性，故对于复杂条件(纵向地层剖面同时含有油、气、水层)浅煤气井的防窜固井施工尚难奏效。

（一）煤层气井固井作业的技术难点１、煤层气井的地层特点（1）煤层的机械强度低，杨氏模量小(一般为2.1×103～6.8×103MPa)，泊松比通常在0.2～0.3之间，故煤岩更易被压缩，井壁易垮塌。

（2）煤层孔隙及割理发育且具有双重孔隙结构，其微孔和超微孔的体积约占50％以上(孔隙内表面积高达200～400m2／g煤)，因而渗透性大，吸水后易产生井壁垮塌、漏失，并造成孔隙堵塞。

（3）煤气层属低压多压力系统剖面，地层压力系数变化规律性差，难以平衡压力固井。

（4）煤层流体的PH值呈酸性，易和水泥浆滤液反应产生沉淀而污染气层。

2、煤层气固井的技术难点与一般的油气井相比，煤层气井固井的技术难点在于：（1）煤层气井井深浅(通常在200～1500m之间)、井底温度低(25～45℃)，强度发展缓慢，失水不易控制；（2）煤气储层的高渗透性及强水敏性使得水泥浆的滤失量大、产层伤害加剧；（3）煤岩层光滑、不规则的解理面不利于水泥环二界面的胶结；（4）随着煤层气的开采，煤层会进一步收缩破裂，产生微间隙。

煤层气地面开发技术

煤层气地面开发技术第一节主要内容：一、煤层气井完井方式1、裸眼完井裸眼完井又分为常规裸眼完井和裸眼洞穴完井。

（1）常规裸眼完井通常，煤层气井裸眼完井是在煤层顶部下表层套管后，一直钻进煤层至设计深度终孔，将煤层用砂或砾石填满，然后将套管下到煤层上方并注水泥返至地表，再用空气或水冲洗井眼，使煤层裸露。

（2）裸眼洞穴完井裸眼洞穴完井适用于高压、高渗透性厚煤层。

该方法是在井底造一个大的洞穴，下入割缝衬管后进行排采作业。

2、套管射孔完井套管射孔完井时钻穿煤层直至设计井深，然后下生产套管至煤层底部“口袋”，注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿生产套管、水泥环并穿透煤层某一深度，建立起气流的通道。

3、混合完井混合完井也叫多煤层完井，根据各煤层的特点和上下围岩的性质，使裸眼完井和套管完井在同一口井同时使用。

混合完井的形式包括套管射孔完井、套管射孔+裸眼完井、裸眼洞穴完井等几种类型。

一般情况下，上部煤层采用套管射孔或套管割缝完井，下部煤层采用裸眼完井或裸眼洞穴完井。

4、水平井完井技术水平井完井由地面垂直向下钻至造斜点后，以中、小曲率半径侧斜钻进目的煤层，在煤层中按设计方向延伸几百米至上千米。

水平井的水平段一般采用裸眼1完井或4英寸（11.43cm）割缝衬管完井。

2二、煤层气井固井工艺向煤层气井的钻井井眼中下入套管，并在套管和井壁的环空中注入水泥浆，以加固井壁、封隔煤层的施工程序叫固井。

通常煤层气井从大到小要下两至三层套管。

1、下套管下入井内的套管，根据其作用不同，可分为三种。

第一种为表层套管，其作用是封隔地表不稳定的松软易坍塌地层、水层、漏层；安装井控的井口装置。

第二种是支撑中间套管，下入深度一般是数十米到数百米，水泥返到地面。

第三种为生产套管，它将目的层与非目的层隔开，给煤层气生产形成中途不流失的通道，为实施增产措施创造条件，水泥返到地面。

2、注水泥固井作业所用水泥是一种有特殊要求的硅酸盐水泥，其成分、物理化学性能都有明确而具体的要求。

煤层气井固井存在的问题及技术措施探析

2018年09月煤层气井固井存在的问题及技术措施探析杨赫（大庆油田有限责任公司钻探工程公司钻井二公司质量室，黑龙江大庆163000）摘要：煤层气作为近几年新兴的清洁能源之一，我国已意识到了对其进行开采的重要性，已经开展了一系列的开采行动。

对于煤层气的开采利用，一方面对我国天然气资源的不足产生一定的缓解，另一方面为我国煤炭资源的开采增加了一定的安全保障，但目前我国在当前煤层气的开采利用阶段，仍然存在着一定的技术壁垒尚未突破。

关键词：煤层气；固井技术；技术措施煤层气是指贮藏于煤矿中煤层孔隙中的天然气，且我国由于煤矿资源的储藏量较大相应的煤层气的储藏量也相对较大，但由于其储存于煤层中，相较于一般的油气层存在着耐开采机械强度弱、孔隙度低，易发生坍塌及污染的问题，再加上开采技术的处于起步阶段尚未成熟，就使得在进行煤层气的开采利用时，在钻井、固井等技术方面存在着一定的特殊性，就导致仍存在诸多技术问题亟待解决。

1煤层气概述煤层气也就是我们日常中常用到的“瓦斯气”，使煤炭产生过程中所产生的衍生物质，先关数据表明在煤炭的生成过程中，每吨煤炭可释放出50-300m 3的煤层气，且煤层气的主要成分是可再生清洁能源之一的甲烷，因此对于煤层气的开采、利用将对我国工业发展中生态环境的保护和经济效益的提升有着积极地作用。

目前随着我国煤炭工业发展的不断进步，以及国家政策的扶持，煤矿的开采规模也趋于增大，但对于煤层气的利用率仍然偏低，且开采效率也较低，因此就需要我国煤矿开采在未来的发展中针对煤层气开采利用的技术进行研究。

2煤层气开采中所存在的问题和难点2.1煤层气开采难点煤层气所储存的煤层间的孔隙压力梯度小于白帕斯卡每米，导致煤层所能承受度而压力也较小，且极易因为受到外界压力的压缩、扩张发生变化，出现坍塌造成重大经济损失。

除此之外，煤层气储藏层中的煤层间的孔隙并不是单一的孔隙，是由基质孔隙和裂纹孔隙所组成的，这就导致煤层的分布经常出现断层和不连续，且各煤层之间极易发生渗透。

MTA固井技术在煤层气井中应用的实验研究

中国煤炭地质
Ｃ０ＡＬＧＥ０Ｌ０ＧＹ０ＦＣＨＩＮＡ
ＶｏＩ＿２５Ｎｏ．１Ｏ０ｃｔ．２０１３
ＭＴＡ固井技术在煤层气井中应用的实验研究
张文平，王青贵，张素，何吉标，顾军
（中国地质大学（武汉）资源学院，湖北武汉４３００７４）摘要：ＭＴＡ固井技术在油气田中的运用已经取得了显著效果，能够提高二界面的抗剪切强度以及抵抗地层水对二界面的冲蚀。通过室内实验，对ＭＴＡ固井技术在煤层气井中的运用进行探索。实验结果表明，ＭＴＡ技术在煤层气井的固井模拟实验中，也能够有效的提高二界面的抗剪切强度，实现二界面的整体固化胶结，抵抗地层水对煤层气二界面的冲蚀，这些特点对于提高煤层气井的产能具有重要意义。作为一种施工简捷、效果显著的固井技术，ＭＴＡ
第２ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７４ — １８０３．２０１３．１０．１２文章编号：１６７４－１８０３（２０１３）１０ — ００５３ — ０６
固井方法在煤层气井中的应用前景是极为广阔的。关键词：煤层气井；ＭＴＡ技术；抗剪切强度；固化胶结中图分类号：ＴＥ２５６文献标识码：Ａ
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣｅｍｅｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈＭＴＡＭｅｔｈｏｄｉｎＣＢＭＷｅｌｌ

浅谈煤层气井固井存在及技术措施

煤储层具有低压、渗、藏浅、伤害等特点，低埋易煤层气井压裂投产与负压排水开采，固井设计与给施工提出了更高的要求。井时应针对这些特点，固设计合适的固井技术。井质量的好坏，接关系到煤固直层气的开发工作及产能的提高。此，保护煤储层因在的前提下必须高度重视固井质量。和一般油气井相比，层气井固井存在的问题主要表现在以下几个煤
９６
内蒙古石油｛ｒＬ．－
２１年第１期００１新，牛茂贞，廷立，庆东乔杨
（中原石油勘探局井下特种作业处，南濮阳河４７６）５０１
摘要：层气是近２煤ｏ年世界上崛起的新型能源，是最有希望开发和利用的清洁能源之一，年也近来我国已经认识到煤层气是一种重要的能源，以对其进行开发和利用，发利用煤层气不但可以改善可开煤矿开采安全条件，高经济效益，且还可以补充我国常规天然气资源的不足。然而煤层气的开发和提而利用面临着诸多技术上的问题，文对煤层气的固井技术做了简要的阐述。本关键词：层气；源｝煤能固井；问题；术措施技中图分类号：ＴＥ２６５文献标识码：Ａ文章编号：ｏ６７８（００１一０９一Ｏ１ｏ— ９１２１）ｌＯ６２煤层气是储集于煤层孔隙中的天然气。我国的煤层气资源十分丰富，开发利用刚刚起步。层与但煤般的油气层相比，藏浅，孑隙和裂缝发育，埋微Ｌ煤层的机械强度和孔隙度低，坍塌、污染。煤层气易易的储集性能及力学特征与常规储层（砂岩、酸盐如碳岩）明显的区别，而造成开发煤层气的钻井、有从完井、发等动态技术的一系列的特殊性。章根据煤开文

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

声幅值 /% （固井质量声幅测井）
试压压力/ MPa 套管试压
30min降压情况 /MPa
达不到基本合格
用现场水对设计用的水泥做 48h 抗内压强度试 ≥14 验 /Mpa 套管柱质量、组合、下置深度符合设计生产套管用微珠低密度水泥＜1.60,水泥浆的返深达到设计要求。固井，水泥浆密度 /（g/cm3）生产套管环空水泥返高为最上目的煤层以上 10 30 50 200m，正、负值m 注1：固井质量声幅测井，技术套管水泥候凝36h；生产套管水泥候凝48h。注2：若有部分封固段水泥环胶结质量较差时，而目煤层上下各有30m以上优质水泥环可视为单层封固合格。注3：水泥浆密度低于1.30g/cm3时，声幅值可在表值基础上增加10%验收。如30%＜声幅值≤40%为基本合格。注4：固井质量不合格的井，经中联公司认可的补救措施达到上述标准者，视为补救固井合格。注5：表层必须用G级以上水泥固井，水泥要返至地面。技术套管水泥返高按设计。
解决煤气层中因气侵导致的固井串槽问题
2．高强度低密度水泥浆技术
解决低压容易漏失的目的层封固问题
3．双凝水泥浆技术
解决长封固段低压容易漏失的目的层封固
4．低温促凝、高早强、微膨胀固井水泥浆技术
高强度水泥环质量，解决产层水气同存地层封固
5．无沉降分离，低滤失低密度水泥浆技术
解决大斜度或水平井固井质量问题
1煤层气固井技术与工艺
(2) 煤层气固井施工工艺要求
煤层气井表层套管固井水泥浆返至地面。煤层气井生产套管固井应采用低密度（≤1.6g/cm3）水泥浆，试块28天抗压强度大于14MPa。水泥浆上返至最上一个目的煤储层以上200m。
(3) 煤层气井套管柱试压要求
套管外径mm ф 139.7 ф 177.8 试压压力MPa 20 20 30分钟降压MPa ≤0.5 ≤0.5
固井质量验收评级标准
评级指标第一界面第二界面技术套管生产套管评优良合格级级别不合格声幅值＞30；地层波弱、难辩认基本合格 20＜声幅值≤30 值≤20 地层较强、较清晰 ≥12 ≥20 ≤0.5
钻井固井地层
煤层气固井技术难题
什么技术解决？
专业技术探讨
1、目的层破裂压力系数低，水泥浆有可能压裂目的层致使地层漏失，从而导致储层污染，水泥返高不够，无法保证固井质量。 2、钻井裸眼段极容易发生垮塌，目的层（煤层段）出现 “大肚子” 或“糖葫芦”井眼。从而导致：1）：井底的掉块不能用钻井液携带出来；2）：固井期间容易憋泵，从而导致井眼报废；3）： “大肚子” 段的泥浆在固井顶替过程中不能全部替出井眼，目的层固井质量差。 3、水泥浆遇到气层容易发生气侵问题，封固质量受影响。 4、大斜度定向井套管不易居中，形成窄流，影响固井质量。 5、裂缝性地层或长封固裸眼段严重漏失问题。
2煤层气井固井质量检测与评价
(1)井温测井主要应用于确定套管外水泥浆返高，也作为水泥充填程度的补充解释。 (2)声幅和变密度测井固井质量情况：利用声幅和变密度测井分井段解释两个界面水泥胶结程度，特别是目标煤层上下各30m井段固井质量。 (3) 固井质量评价固井质量评价分为四级：优良声幅值＜10%，变密度图上地层波显示清晰；合格声幅值10~20%；基本合格声幅值20~30%；不合格声幅值＞30%。
液密度，g/cm3；hd——煤层深度，m；度,g/cm3；水泥浆密度计算方法：
ρm——固井时井内钻井
ρc——最大水泥浆平均密
ρ=Fd/10-100Po/h
式中: ρ——最大水泥浆平均密度，g/cm3；
Fd——煤储层破裂梯度，kPa/m； h——煤层气井垂深, m ； Po——固井时水泥浆流动压力和摩阻压降之和，MPa。
6．高流变性、高强度、低密度水泥浆和低速塞流固井工艺技术
不规则井眼、大井眼目的层固井封固质量
7．双级注水泥工艺技术
解决不同压力和地层介质目的层封固质量
1煤层气固井技术与工艺
(1) 煤层气固井技术要求
水泥返高计算： H＝（Fd/10-ρm）×hd/(ρc-ρm)
Fd——煤储层破裂梯度，kPa/m；
煤层气固井技术
提纲
1 煤层气固井技术与工艺 2 煤层气井固井质量检测与评价
研究煤层气固井技术，首先要考虑的两个因素：
1、将储层及相邻的上下岩层封闭，以便建立产区通道。
2、用优质的水泥和不同作用的外加剂调配出性能优良的水泥浆，优质的水泥环保护产层,保障压裂作业,延长每一口井的开发寿命
地层压力太低，用
北京海德森石油工程技术有限公司
Beijing Header Cementing Petroleum Engineering Technology Co . , Ltd.
HDC 固井工艺技术和固井水泥浆技术在煤层气中的应用问题 ---------------------------------------------------------------------------------------- 解决 1．低温膨胀水泥浆技术了！