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《煤層氣固井技術(shù)研究與應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、煤層氣固井技術(shù)研究與應(yīng)用齊奉忠??唐純靜??李??爽8@(i??Y'w!u$X;@%f（中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院完井所，河北廊坊，065007）'M$]*t!z8V1B(_&h1H/I【摘??要】??我國的煤層氣資源十分豐富，但開發(fā)利用剛剛起步。煤儲層與一般的油氣層相比，埋藏淺，微孔隙和裂縫發(fā)育，孔隙壓力梯度低，力學(xué)穩(wěn)定性差，易坍塌，易污染。文章介紹了煤層氣與煤儲層的特點(diǎn)，煤層氣井固井的特點(diǎn)及難點(diǎn)，根據(jù)煤層氣井的特點(diǎn)及煤儲層的特性，提出了固井技術(shù)對策，篩選出了適合煤層氣井固井的低失水低傷害TS早強(qiáng)水泥漿體系，配套技術(shù)首先在晉試5井上獲得突破，到目前為止，共在沁水盆地、鄂爾多斯盆
2、地等地區(qū)現(xiàn)場固井160多井次，固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率85%以上，合格率100%，解決了煤層氣井固井存在質(zhì)量差的問題。并探討了以后煤層氣井固井所要研究解決的問題。$R:`"f-S8i【主題詞】??煤層??煤層氣??固井??低密度水泥??水泥添加劑/o/H1,i#p1P*r-F){??B)H-P8J-o前言-S"o8P'u7*W#f煤層氣（煤層甲烷CoalbedMethane）是在煤層中自生自儲的一種非常規(guī)天然氣，以吸附或儲集方式存在于煤層的孔隙與裂縫中。煤層氣是一種巨大的新興潛在能源，首先在美國試驗(yàn)研究成功，成為美國天然氣生產(chǎn)的一個重要領(lǐng)域。我國是一個煤炭資源大國，資源量位居世界第三位，埋
3、深300～1500m范圍內(nèi)煤層氣總資源量就約為35×1012m3，與我國的常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)。作為一種新能源，煤層氣不僅熱值高，而且沒有環(huán)境污染，具有廣闊的應(yīng)用前景。1Q0`/U,t3F+A&r4P煤層氣開發(fā)時，如果對完井技術(shù)不重視，采取的措施不當(dāng)，產(chǎn)能很低。煤層氣完井方法一般分為套管壓裂完井和裸眼洞穴完井兩種。洞穴完井工藝成功需要高滲透率、超壓和高揮發(fā)份煙煤A煤階幾種條件的結(jié)合，所以適用性比較局限。我國煤儲層的滲透率低，煤層壓力一般低于靜水壓力，造出洞穴后，很難保持穩(wěn)定，會給排采試驗(yàn)造成很大困難，出氣效果也比較差，所以裸眼完井應(yīng)用較少，套管壓裂完井是一種普遍適用、應(yīng)用最廣泛的完井
4、方法。固井是套管壓裂完井中的關(guān)鍵技術(shù)，固井質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到煤層氣的開發(fā)及產(chǎn)能的提高。因此，必須高度重視固井質(zhì)量，在提高固井質(zhì)量的同時，注意保護(hù)煤儲層。+r+Z7o:J!V51S5a:H0)s1??煤儲層及煤層氣井的特點(diǎn)#o1{!z4}%c8W)I/o7K與常規(guī)天然氣儲層不同，煤層埋藏淺，一般在300～1500m之間，井底溫度及壓力低。與常規(guī)油氣儲層相比，煤儲層與煤層氣井具有以下特點(diǎn)：0^%b1P"z??`$X1.1??儲層的特性不同)j&O:M&[$X6H8G煤層割理發(fā)育，易受壓縮，非均質(zhì)性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度低，力學(xué)穩(wěn)定性差，在外力作用下極易破碎。該特點(diǎn)在鉆井上極易引起煤層的坍塌、
5、破碎，導(dǎo)致井徑擴(kuò)大。7X.M*O-*s)A7~'p*{1.2??存在狀態(tài)不同'k.E1t(r:q&O$F*[9a煤層氣主要呈吸附狀態(tài)存在于基巖孔隙的內(nèi)表面上（70%～95%），只有少量以游離狀態(tài)（10%～20%）或溶解狀態(tài)存在于煤層的孔隙與裂縫中，其儲集方式和以游離態(tài)為主的石油、天然氣有根本的不同。??v*z2F1Q1]'x!C2H1.3??存儲的空間不同/O3F2_,O8f%O)n10-3μm2（遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于油氣儲集層砂巖的滲透率），儲層孔隙壓力一般低于靜水壓力?！涿簝邮蔷哂谢|(zhì)孔隙與裂縫孔隙特征的雙孔隙系統(tǒng)，滲透率小于119H$H+O&@(S5;t1.4??保存方式不同'h+
6、q!P$
7、/^(h3t煤層氣具有獨(dú)特的保存方式—壓力封閉，這種特殊的保存方式?jīng)Q定了其開采方式的特殊性，必須經(jīng)過較長時間的排水降壓后才慢慢解吸。??H&k&N&i!S*j"f1.5??采氣方式不同&l1T,b,i$M煤層氣產(chǎn)出規(guī)律與天然氣不同，必須經(jīng)過較長時間的排水降壓后才慢慢解吸。當(dāng)井內(nèi)壓力降至解吸壓力以下時，氣體便從煤體內(nèi)表面解吸出來，并隨著層內(nèi)流體由壓力高的區(qū)域向壓力低的區(qū)域滲流和聚集，最后達(dá)到可供工業(yè)性開采的氣量。&O9p"r2C6a;z5v2??煤層氣井固井的特點(diǎn)和難點(diǎn)2x$_7j)?,L!P??煤層氣產(chǎn)量低，可供開采期的時間又比較長，加上獨(dú)特的開發(fā)與開采方式，因此給固井設(shè)計
8、與施工提出了更高的要求。固井質(zhì)量要高，層間封隔要好，而且固井施工對煤層的傷害小。和一般油氣井相比，煤層氣井固井的特點(diǎn)及難點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：??y5r8P6O3R/F/E+s0s9?2.1??煤層埋藏淺，替漿量少，頂替效率低9X7^3a??`??@&h#K煤層氣井井深淺，固井時替漿量少（一般井泵替鉆井液只有5～11m3），注水泥完畢即有一半體積以上的水泥漿進(jìn)入環(huán)空。受設(shè)備及井下條件的限制，固井時根本達(dá)不到紊流頂替的排量。紊流頂替時環(huán)空返速高，摩阻大，
