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1、淺談煤層氣固井技術摘要：我國的煤層氣資源十分豐富，但開發(fā)利用剛剛起步。煤層與一般的油氣層相比，具有埋藏淺，微孔隙和裂縫發(fā)育，煤層的機械強度和孔隙度較低，易坍塌，易污染。文章根據(jù)煤層氣井的特點，介紹了一般油氣井固井與煤層氣固井的區(qū)別、煤層氣固井的特點及難點，總結了H前煤層氣固井存在的主要問題。關鍵詞：煤層氣固井固井質量水泥添加劑一、煤層氣固井技術研究1?煤層氣井的特點1.1煤層埋藏淺，一般在300^1500m之間，井底溫度及壓力低，遠遠小于油氣井的井底溫度與壓力。煤層孔隙及割理發(fā)育且具有雙重孔隙結構,其微孔和超微孔的體積約占50%以上（孔隙內表面積高達200^400m2/g煤），吸水后易
2、產(chǎn)生井壁垮塌、漏失，并造成孔隙堵塞。1.2煤層孔隙壓力梯度一般小于0.01MPa/m,屬于低壓地層地層壓力系數(shù)變化規(guī)律性差，很難預測，難以平衡壓力固井。1?3煤層微孔隙發(fā)育，割理多，非均質性強，機械強度低，力學穩(wěn)定性差，在外力作用下極易破碎。該特點在鉆井上極易引起煤層的坍塌。破碎，導致井徑擴大率偏大。1?4煤儲層存在滲透性滯后現(xiàn)象。煤層的滲透性低，孔隙壓力低，鉆井和固井過程中平衡壓力大，煤層極易受到傷害。1.煤層氣固井的特點和難點2.1煤層的空隙壓力梯度和破裂壓力梯度低，水泥漿密度比鉆井液密度(1?03~1?10g/cni3)高得多。煤層氣井封固段一般為600^1200m,水泥漿一般要
3、求返出地面山于封固段長，固井過程中易形成高的過平衡壓力，很容易發(fā)生漏失。一方面水泥漿低返，影響固井質量；另一方面水泥漿滲入煤儲層，對煤層造成很大傷害。2.2煤層氣井一般采用二開結構，用0215.9mm鉆頭鉆開煤層，下入0139.7mm生產(chǎn)套管。固井時替漿量少，除壓塞液外，一般井替漿量只有5^11m3,注水泥完畢即有一般體積以上水泥漿進入環(huán)空，如此少的替漿量,固井根本無法實現(xiàn)紊流頂替。受設備及井下條件限制，固井時也根本達不到穩(wěn)流頂替的排量。2?3煤層埋藏淺，井底溫度低，尤其上部井段溫度更低，低溫下水泥漿特別是低密度水泥漿的水化速度緩慢。水泥漿配方設計困難，水泥石早期強度低。2.4水泥漿向
4、地層的失水量大，極易造成對煤層的傷害。一是固井過程中如果過平衡壓力大，會加大水泥漿向地層的失水，即使在水泥漿假如一般的降失水劑，水泥漿仍然很容易向地層失水；二是由于上部地層疏松,吸水性強，而且當煤儲層遇水時，在很強的毛細管作用下，煤層的吸水反應強烈；三是由于煤層氣井較淺，井底溫度低，候凝過程中水泥漿長時間處于液態(tài)，也加大了向地層的失水。在上述三個方面因素影響下，水泥漿很容易向地層失水，使性能發(fā)生很大變化。不但影響了對煤層的封固，同時也會對煤層造成傷害。1.冃前煤層氣固井存在的主要問題3.1沒冇針對煤儲層的特點設計合理的注水泥工藝及水泥漿體系。與一般油氣井不同，煤層埋藏淺，孔隙壓力低、破
5、裂壓力梯度、滲透性低。因此應針對煤儲層的特點，設計合適于煤層的固井技術。3.2水泥漿的性能差。目前煤層氣井固井時，沒有針對煤儲層埋藏淺、井底溫度及壓力低、易傷害等特點，研究適合于煤層氣固井的水泥漿體系及外加劑。3.3固井過程中保護煤層的措施不夠。沒儲層滲透性低，屬于低滲儲層，任何環(huán)節(jié)的污染都會對煤層造成永久性傷害。二、煤層氣井固井技術對策衡量煤層氣井注水泥技術的主要標準是固井質量和減少對煤層的傷害。注水泥施工后一方面要形成一個完整的水泥壞，第一界面與第二界面的固結好，膠結強度高，對煤層的封固好；另一方面要求水泥漿進入儲層的深度淺，傷害小。要滿足以上要求，必須改善水泥漿的性能，采用合理的
6、壓差固井，提高頂替效率。針對煤儲層的特性以及煤層氣井的特點，多數(shù)專家認為適合于煤儲層的固井技術一是良好的水泥漿體系，其次為合適的注水泥工藝。1?外加劑的選擇滿足煤層氣固井的水泥外加劑，要求低溫快凝、低失水、高早強，同時對煤層的傷害小。經(jīng)過多次試驗，篩選出適合煤層氣固井的早強降失水劑，主耍由早強劑及降失水劑復配而成，早強劑與降失水劑的配伍性好,不會破壞降失水劑的降失水作用。低溫下漿體穩(wěn)定，失水量小于30ml(6.9MPa,30min)，性能優(yōu)于一般的降失水劑。水泥石低溫下強度發(fā)展快,并冇微膨脹作用，能排擠套管外殘留的鉆井液，壓實非韌性濾餅，保證水泥石與第一界面與第二界面良好的膠結性能。在
7、水泥漿與地層間壓差的作用下，在界面處形成致密的低滲透濾失膜，保證了水泥漿體系的低失水量。水泥凝固后，降失水劑能堵塞水泥基質中的孔隙，降低了水泥石的滲透率。水泥漿的稠化時間可以通過調整早強劑的量來調整，以滿足不同井深的固井要求。2.注水泥工藝一采用常規(guī)密度水泥漿封固煤層及煤層以上150m的井段，以高強度和致密性的水泥石可靠地封固產(chǎn)層，滿足射孔、壓裂及長期采氣的需要。二煤層氣井一般全井封固，采用低密度水泥漿封固煤層以上的充填段，低密度水泥漿配合常規(guī)
