煤层气参数井设计方案

3 煤层气参数井方案

3.1 目的与任务

1 主要目的

（1）取全取准各项地质资料，评价东升煤田煤层的煤厚、煤质、盖层及含气性。

（2）了解工业产能，进一步评价煤层气勘探前景，为试采和开发试验提供地质数据。

本区煤层气勘探基础资料较少，因此在开展煤层气钻探的同时，必须进行钻探动态跟踪分析和综合研究，深化认识。

2 主要任务

获取东升煤田煤层气可靠的评价参数，主要项目包括：煤层厚度、埋深、煤岩、煤质、割理和裂隙发育程度、煤体结构、等温吸附/解吸特征、含气量、含气饱和度、储层压力、煤层顶底板岩性、岩石节理/裂隙、结构/构造、成分、岩石力学性质、单井产气量等参数。

3.2 井位部署

1 井位部署原则

（1）煤田勘探程度高，地层、构造、煤层厚度、地层倾角比较清楚。

（2）煤层发育，单层厚度大，可采总厚度较大。

（3）煤层气含量较高且稳定性较好，其附近构造相对简单或拉张应力场（如向斜翼部和正断层附近等）部位。

（4）煤的渗透性较好，煤层以原生结构、碎裂煤为主，裂隙（煤层割理）较发育，避开构造复杂区和构造煤（碎粒煤、糜粒煤）发育地段。

（5）目标煤层为矿区主要可采煤层，且埋深300~1000m，并避开采空区。

（6）煤层气含量面积大，资源量较大、资源丰度较高。

（7）地形相对平缓、交通方便、施工条件相对较好等。

按上述条件，可优先考虑在东升井田东部施工1口煤层气参数井，目的层为七2、六2、、四2、二1煤。东升井田参数井井位部署见图3.1和表3.1

图3.1 东升井田地面井位置示意图

设计井型为垂直井井型。采用二开的井身结构方案：一开采用311.1mm钻头，钻穿基岩风化带20米后，下入244.5mm表层套管，封固地表疏松层，砾石层，建立井口，注水泥全封固；二开采用215.9mm钻头，钻至二1煤层底板以下60米完钻，下入139.7mm生产套管，注水泥封固至地面，加固井身，延长地面井瓦斯抽采时间。

图3.2 DS参-001井井身结构示意图

3.4 取芯设计

（1）尽可能在钻遇煤层顶以上5 m开始密闭取心，取至底板岩心。

（2）严格按二开钻井液设计要求，采用低密度无固相钻井液取心，减少对煤层伤害，保证煤心质量。

（3）非煤层岩心直径不小于60 mm，单筒收获率不低于75％，平均收获率不低于80％，对岩心要进行全面细致的描述，砂岩和裂缝段进行清水浸泡试验。

（4）煤层段要求采用半合式取心内筒密闭取心，煤心直径不小于60 mm，单筒收获率不低于65％，平均收获率不低于70％，从割心到取心内筒离开井口时间不超过20 min，从取心内筒离开井口到煤心装入解吸罐的时间不超过10 min。解吸之后要求对煤层从宏观到微观解吸详细描述。

（5）非煤层段发现明显气显示，立即取心，不受设计取心进尺、井段限制。

（6）单筒取心进尺由现场甲方监督或地质技术员确定。

3.5 样品采集与分析测试

煤瓦斯样的采集一般每1m采集1个解吸样，每2m采集一个吸附样。根据该井的煤层厚度预测，其主要煤层的样品测试项目如下：

每1m煤岩岩心至少采集2块样品进行煤岩全分析和专项分析。煤层顶底板岩心要求各采集4－5块样品，进行常规物性分析。其它具有常规油气显示的储层砂岩岩心每层进行4－5个样品的常规物性分析。

1 煤岩全分析项目

含气量(部分作残余气)、气体组份、煤岩割理定量统计及割理孔隙描述、甲烷碳同位素、镜质体反射率、煤岩显微组份(包括镜质组、壳质组、惰质组、粘土、硫化物、碳酸盐岩等项目)、灰分、挥发分、水分、真密度

2 煤岩专项分析项目

视密度、吸附等温线、煤岩孔隙度、比表面、扫描电镜

3 泥页岩分析项目

突破压力、比表面

注：①取芯井按此要求；

②岩心样品由承担化验分析的单位及时到现场观察，亲自取样。

3.6 试井

试井是认识气藏、进行气藏评价和生产动态监测，以及评估完井效率的重要手段。煤层气井注入/压降试井的目的旨在取得煤层的渗透率、储层压力等各项储层参数，为煤层气井生产潜能评价和开发实验提供可靠的参数依据。

东升DS参-01井试井主要获得煤层渗透率、储层压力、研究半径、表皮系数、压力梯度和储层温度等参数。

原地应力测试主要获得原地应力、破裂压力、破裂压力梯度、闭合压力、闭合压力梯度

等参数

4 工程技术要求

4.1 设计总体原则

相关设计总体上符合以下标准中的相关要求。

（1）煤的高压等温吸附试验方法容量法》（GB/T19560-2004）；

（2）《煤层气含量测定方法》（GB/T19559-2004）；

（3）《煤层气钻井作业规程》；

（4）《煤层气测井作业规程》；

（5）《煤层气地质录井作业规程》；

（6）《煤层气井注入／压降试井技术规范》；

（7）《煤层气井压裂技术规程》；

（8）《煤层气井排采工程技术规范》；

4.2 钻井

（1）完钻井深：钻至完钻要求井深，以转盘面至井底，校核钻具实长的钻井深度。

（2）全角变化率、井斜及水平位移符合规定。

（3）钻井过程中以单点测斜监测照片为准，胶片随原始资料上交保存。

（4）交井以完钻电测连续测斜资料为准，测斜间距≤50m，特殊情况要加密，最后一测点距离井底小于10m。

（5）测斜数据采用计算机进行处理，采用平均角法或曲率半径法。

（6）井径扩大率：一般地层要求井径扩大率≤20%，煤层井段井径扩大率≤30%。

煤层气井钻井工程相关质量要求标准见表4.1~4.2表所示。

4.3 钻井液

1 主要性能要求