国内外煤层气的钻采技术
煤层气开采方法
煤层气开采方法
煤层气是一种天然气，是在煤炭形成过程中被吸附在煤层中的气体。
煤层气的开采是一项重要的能源开发工作，对于保障国家能源安全和促进经济发展具有重要意义。
煤层气开采方法主要有三种：抽采法、注采法和压裂法。
抽采法是最常用的煤层气开采方法之一。
该方法通过钻井将煤层气井与煤层相连，然后利用泵抽取煤层气。
抽采法的优点是操作简单，成本低，但是其缺点是采收率低，只能采集煤层气的一部分。
注采法是一种将水注入煤层，使煤层气被压缩并向井口移动的方法。
该方法需要在煤层气井旁边钻井，将水注入煤层，使煤层气被压缩并向井口移动。
注采法的优点是采收率高，但是其缺点是需要大量的水资源，同时也会对地下水环境造成一定的影响。
压裂法是一种将水和砂浆注入煤层，使煤层气被压裂并向井口移动的方法。
该方法需要在煤层气井旁边钻井，将水和砂浆注入煤层，使煤层气被压裂并向井口移动。
压裂法的优点是采收率高，但是其缺点是需要大量的水资源和砂浆，同时也会对地下水环境造成一定的影响。
总的来说，煤层气开采方法各有优缺点，需要根据实际情况选择合适的方法。
同时，为了保护环境和地下水资源，煤层气开采需要严格遵守相关法律法规和环保要求，采取科学合理的开采方式，确保
煤层气开采的可持续性和环境友好性。
定向钻井煤层气高效开采技术
定向钻井煤层气高效开采技术背景和概述煤层气资源是一种重要的清洁能源，其储量庞大、分布广泛、开采成本低廉等优点，逐渐成为国内外能源领域研究和开发的重点。
煤层气与传统地质气藏相比，气水关系密切，地质背景复杂，开采难度大等特点，使得煤层气开采技术与传统地质气藏开采技术存在很大不同，尤其是在探井钻进、完井及提高采收率方面，需要与传统石油天然气勘探开发技术进行重大创新和改进。
本文将着重介绍煤层气定向钻井技术及其在高效开采中的应用。
定向钻井技术定向钻井技术是现代油气开采技术的重要组成部分，主要是通过调整钻孔方向来实现井眼的水平或向上倾斜，以有效地提高井眼地层面积，增加生产井段长度，进而提高油气开采效率。
在煤层气勘探开发中，定向钻井技术能够对开采效果发挥重要作用，尤其是在复杂地质条件下，通过控制井眼趋向，提高了井口投产压力，实现了高效稳定的生产，同时也降低了勘探开发成本。
定向钻井技术的种类定向钻井技术按井眼方向可分为：1) 水平钻井技术；2) 斜向钻井技术；3) 垂直钻井技术。
水平钻井技术水平钻井技术是指将钻井头保持在水平方向，开采储量较大的平面煤层气体。
由于水平钻井采用的是平行于井眼开垦的方式，所以它能够有效地扫描煤层面积，并将连续的煤层切口通达到井口。
斜向钻井技术斜向钻井技术是相对于水平钻井技术而言的，它指的是在水平面上呈一定角度钻井，以开采煤层倾角较大、面积较小的煤层气体。
斜向钻井技术能够最佳地控制煤层气分布，同时在利用垂直方向管道时能方便地钻进煤层。
垂直钻井技术垂直钻井技术是指钻井孔穿过煤层气储层，沿着垂直方向直达目标层，并在目标层内进行水平或斜向钻井。
垂直钻井技术相对于水平钻井技术而言，能够更加有效地划分煤层，优化油气开采效果。
定向钻井技术在煤层气开采中的应用随着煤层气勘探开发不断加强，定向钻井技术被越来越多地应用于煤层气开采中。
通过定向钻井技术，煤层气储层可以在较大面积内被开采到，而且能够有效地控制煤层气的分布。
第四部分 煤层气钻井工艺技术
四、钻井设备
T685WS空气钻机
四、钻井设备
3.国内空气钻井设备
➢ T130XD空气钻机
T130XD空气钻机是美国Schramm公司生产的车载顶驱钻机 。 该钻机主动力760马力，名义钻井深度1900米（311mm井径，114mm钻杆）。
提升能力60t，顶驱给进能力14.5t，扭矩12KN×m，车载空压机2.4MPa ， 排量38m3/min。 井台可伸起2 .41m，可以直接安装防喷器。 该钻机非常适合煤层气水平井的施工。 中煤公司进口的意大利生产的G55钻机与该钻机性能基本相同。
三、钻井设计
➢ 井身结构：指一口井下入套管的层次、尺寸、深度，各层套管相 应的钻头尺寸以及各层的水泥返高。
井孔中下入的套管类型及其作用一览表
套管类型
作用
表层套管
封隔上部松软的易塌、易漏地层，安装井口， 控制井喷，支撑中层套管和产层套管
中层套管 （技术套管）
封隔用钻井液难以控制的复杂地层， 保证顺利钻井
我国目前常用的井身结构简表
开钻 钻头直径 套管外 壁厚 序号 mm 径mm mm
一开 311.15 244.5 8.94
二开 215.9 177.8 8.05
备注
水泥返 回地面
三开 152.4
我国目前常用的井身结构简图
四、钻井设备
钻井设备包括钻机类型和钻探设备。
1.钻机类型
目前，我国煤田施工队伍常用的钻机大多是煤田地质勘探钻机 或水文水井钻机。如TSJ-1000型水源钻机、TK-3型立轴钻机和C1500、ZJ-15型钻机。
➢ 驱动系统通常有两种：一种是普通转盘卡瓦系统（煤田系统 常用），另一种是顶端驱动系统（较少的钻杆接头，缩短钻进 工期，且更加安全）。
煤层气开采装备技术现状及发展趋势(上)(技术专攻)
美国 加拿大 澳大利亚
开始开发时间 （年） 1977
2000
2004年产量 （亿 m 3） 490
15
2008年产量 （亿 m 3 ） 565
60
1976
15
30
优选课件
10
O
我国煤层气开发利用仅十年时间，总体来说水平还较低，开采、储运等相关上 下游产业的发育成熟度低，尚处在待完善阶段。
2008年中国煤矿瓦斯抽采量为55亿m3；2009年中国的煤层气产量为71.85亿m3 ， 其中地面抽采仅为10.15亿m3 ；2010年中国的煤层气产量为85.3亿m3 ，其中地面抽 采仅为15.67亿m3 。
拟开采的地下煤炭总量乘以高/低的排放系数可得到涌出量的 范围（低甲烷排放系数为10 m3/Mt，高排放系数为25m3/Mt ），将 所得结果乘以甲烷密度， 即1.49x109 m3/Mt，可将 甲烷量从体积量转化为 重量 第二步 乘该国或该盆地特定 的涌出量因子 第三步 乘该矿特定的排放系数
优选课件
1.煤层气产业发展现状 2.煤层气钻机和油水井钻机的区别
3.国内外煤层气钻机技术分析
4.国产煤层气钻机发展趋势
优选课件
1
1.煤层气产业发展现状
1.1 开发煤层气的意义 1.2 煤层气的储量 1.3 煤层气的产量 1.4 煤层气的开发 1.5 媒层气的利用 1.6 特殊工艺井 1.7 空气钻井 1.8 煤层气勘探开发技术 1.9 煤层气开采装备
过去五年，由于受制于政策环境支持不够、机制体制的制约、勘探费用不足以 及煤层气价格偏低等因素，“十一五”煤层气年产100亿m3、地面抽采产量50亿m3 的 目标并没有达到。
我国煤层气产业在具有广阔发展前景的同时，也面临着一些困难，主要表现在 （1）煤层气的矿业权设置不合理，不仅导致了资源配置效率低下，而且引发了煤层 气与煤炭之间的纷争；（2）基础设施缺乏，输气管线（特别是直达井口的支线管网） 缺乏，管输监管力度不足，导致煤层气进网难，资源难以有效利用；（3）税收优惠 政策存在力度不够、系统性较差等问题，挫伤了煤层气开发企业的积极性；（4）还 存在技术研发投入不足等问题。
浅析煤层气开采技术与发展趋势
浅析煤层气开采技术与发展趋势1. 井网布置技术井网布置是指根据不同的煤层气藏类型和储量分布特点，确定合理的井网布置方案，以提高煤层气开采的效益和效率。
常用的井网布置方式有单井式、直线式和方格式等。
其中，单井式布置适用于单井分散的煤层气田开采，直线式布置适用于长型的煤层气田，而方格式布置则适用于面积较大的煤层气田。
2. 水力压裂技术水力压裂技术是指在煤层气井中注入高压水，并利用水压力将煤层裂缝扩大，以增加天然气的渗透、抽采效果。
水力压裂技术是煤层气井提高采收率、增加开采储量的重要手段之一。
3. 放空抽采技术在压力高的煤层气井，煤层内的天然气与水和煤屑混合形成乳状流体，导致气体无法充分流通，从而影响采收率。
为此，采用放空抽采技术，将其压力释放，同时抽采气体。
该技术可使煤层气的采收率提高30%左右。
1. 煤层气储量规模将不断扩大煤层气储量在国内外都呈现不断扩大的趋势。
据中国煤层气资源潜力评价结果显示，中国煤层气资源总量约为35000亿立方米，其中可开采储量为2100亿立方米。
未来煤层气储量规模将继续扩大，为中国能源消费和环境保护做出更大的贡献。
2. 技术不断创新，开采效率将提升随着科技的进步和创新，新技术将被不断引入煤层气的开采中。
例如，基于人工智能、物联网、大数据等技术的数字化、智能化煤层气开采方案已经开始应用。
这些技术的运用将大大提升煤层气的开采效率，降低生产成本。
3. 煤层气联合开发势头强劲煤层气联合开发是指在煤炭开采的基础上，将煤层气开采与煤炭开采相互补充、协同开发的一种方式。
煤层气联合开发可以降低采掘成本，提高资源的利用效率，促进能源的可持续发展。
未来，煤层气联合开发的势头将更加强劲，成为中国能源发展的新模式。
煤层气开采技术
煤层气开采技术随着全球能源需求的不断增长，煤层气作为一种新型清洁能源的开发和利用备受关注。
煤层气是一种在煤层内形成并被吸附的天然气，其主要成分为甲烷。
煤层气的开采技术越来越成熟，其对环境的污染也得到了有效控制，因此其广泛应用已经成为一种趋势。
一、煤层气的开采原理煤层气是在横向和纵向上被煤层裂隙或孔隙中的水吸附，同时由于煤层下方的地质压力，煤层内的天然气在煤层顶部形成了一定的压力，使煤层内的天然气产生自然游离现象。
因此，引导煤层内的天然气排出来是煤层气开采的基本原理。
二、煤层气开采技术煤层气开采技术根据采气方式的不同可以分为两种方式：地面采气和井下采气。
地面采气需要通过钻井设备和管道将煤层内的气体排出，井下采气则是通过井下钻机和煤层凿岩来直接挖掘煤层内的气体。
1. 煤层抽采技术煤层抽采技术是以减少煤层中水的压力来形成煤层动压力，从而通过孔洞将天然气排出。
其主要包括开挖排水井和煤层瓦斯水平钻探井。
2. 爆破松动煤层法爆破松动煤层法需要通过在煤层内进行爆破，使煤层内的天然气得到释放。
其主要包括预削裂爆破法、高压喷射爆破法和空气喷射爆破法等。
3. 气力破碎技术气力破碎技术是通过高压气体喷射，将煤层进行轻微的破碎，从而使煤层内的天然气更容易释放。
其主要包括弹力冲击和气流冲击等。
4. 地层水热裂解技术地层水热裂解技术是通过在煤层中注入高温高压的水，使煤层裂隙和孔隙变得更加通透，从而使天然气能够更加顺利的排出。
其优点是可以提高煤层气提取率，但需要高温高压的流体。
三、煤层气开采的优点和不足1. 优点(1) 煤层气开采可以取代传统的石油、煤炭等能源，避免大量的矿山和工厂污染，具有很强的环保性。
(2) 煤层气可以提供稳定的能源，不受气候和季节限制，可以作为一个重要的能源储备。
(3) 煤层气钻探和开采成本低，可以大量释放能源，为国家经济发展提供有力支持。
2. 缺点(1) 煤层气开采过程中会产生大量的煤层瓦斯，如果处理不当，会对环境产生危害。
国内外煤层气钻完井技术进展
104内蒙古石油化工2014年第7期国内外煤层气钻完井技术进展郑瑞1，李兆丰1，王林1，李远灵2，王瑞城2(1．中国石油天然气集团公司浙江油田分公司，浙江杭州310023；2．中联煤层气有限责任公司晋城分公司，山西晋城048000)摘要：我国煤层气资源总量巨大，达36．8万亿m3，与常规天然气储量相当，是理想的替代能源。
但我国煤层构造复杂，煤体破碎严重，煤种繁多，开采困难。
到目前为止，还未有一套行之有效的开发技术。
由此，本文对国内外煤层气开采现状做了一个比较系统的调研。
介绍了目前国内外应用较多的煤层气钻井技术和完井改造技术：欠平衡钻井技术、水平井和对接井技术、多分支水平井技术、水力压裂改造技术、洞穴完井技术、复合完井技术，煤层注C O：技术、C O：泡沫压裂技术等。
最后，分析了煤层气开采技术的发展趋势。
关键词：煤层气；勘探开发；欠平衡钻井；洞穴完井中图分类号：T E257文献标识码：A文章编号：1006--7981(2014)07一0104—021煤层气开采现状及发展趋势在煤层气利用这方面，美国、加拿大、澳大利亚是迄今为止做得较为成功的国家，技术也较为先进。
目前美国的煤层甲烷开采活动主要集中在三个盆地：东部的黑勇士盆地，西部的圣胡安盆地和皮申斯盆地。
美国高渗区采用的裸眼洞穴完井技术；中低渗区、中煤阶采用的定向羽状水平井技术；加拿大多煤层连续油管压裂技术；澳大利亚高角度煤层沿煤层钻井辐射型和U型钻井技术以及低成本空气钻井技术等都使单井钻井产量大幅度提高“~6】。
我国煤层气已积累10余年的开发经验，井下瓦斯抽采技术已经形成体系，并在高瓦斯矿井全面应用，阳泉、淮南、水城、盘江、松藻、晋城和抚顺等7个矿区的年抽采瓦斯量超过1亿m3；地面钻井开采煤层气通过示范工程建设，已进入商业化开发阶段[8]。
2煤层气钻井技术2．1欠平衡钻井技术目前，美国绝大多数煤层气开发井均使用欠平衡钻井技术。
平均钻井周期仅1—3天，不仅效率高、成本低，而且对煤层伤害低，单井产能得到较大提高。
定向钻井-煤层气高效开采技术(新版)
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改定向钻井-煤层气高效开采技术(新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes定向钻井-煤层气高效开采技术(新版)煤层气，又称煤层甲烷，俗称瓦斯，人们对它爱恨交加。
爱的是它是一种清洁能源，有很大的利用价值；恨的是它是矿难的原因之一。
因此，安全有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。
近些年，部分国家开始用定向钻井技术开采煤层气，取得了良好效果。
定向钻井，简单说就是让向地下竖着打的井拐个弯，再顺着煤层的方向横着打井。
定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样，即通过抽水减压，逼出煤层气，再进行采集。
但两者的区别在于，传统方法只用竖井穿到煤层采集，而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积，因而提高了效率。
定向钻井通常在石油和天然气开发中使用较多，但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。
在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区，而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。
澳大利亚目前有１７个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯，以确保安全生产。
而悉尼的一家公司在2000年成功地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。
美国的一些煤矿企业为了矿井安全和开采煤层气也热衷采用定向钻井技术。
在2000年，美国10％的煤层气井都采用了这项技术。
由于这项技术的逐步开发，部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。
资料显示，定向钻井的纵向深度一般在600米至1200米，横向煤层钻井长度可达到400米。
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。
定向钻井技术 高效开采煤层气
定向钻井技术高效开采煤层气煤层气，又称煤层甲烷，俗称瓦斯，人们对它爱恨交加。
爱的是它是一种清洁能源，有很大的利用价值；恨的是它是矿难的缘由之一。
因此，平安有效地采集煤层气可谓是一举两得的好事。
近些年，部分国家开头用定向钻井技术开采煤层气，取得了良好效果。
定向钻井，简洁说就是让向地下竖着打的井拐个弯，再顺着煤层的方向横着打井。
定向钻井采集煤层气的原理同传统方法一样，即通过抽水减压，逼出煤层气，再进行采集。
但两者的区分在于，传统方法只用竖井穿到煤层采集，而横向井顺着煤层的走势大大增加了采气的面积，因而提高了效率。
定向钻井通常在石油和自然气开发中使用较多，但近些年煤炭行业也越来越多地将这项技术用于矿山开采前的瓦斯抽放、排水、矿井探查等方面。
在煤炭领域使用这一技术的主要有美国、澳大利亚、欧洲、南非等国家和地区，而利用这一技术采集、利用煤层气的国家以美国和澳大利亚等国为主。
澳大利亚目前有17个煤矿用定向钻井技术排放井内瓦斯，以确保平安生产。
而悉尼的一家公司在2000年胜利地利用这一技术在地下600米深处开出了一口商业用煤层气井。
美国的一些煤矿企业为了矿井平安和开采煤层气也热衷采纳定向钻井技术。
在2000年，美国10％的煤层气井都采纳了这项技术。
由于这项技术的逐步开发，部分美国和澳大利亚企业的煤层气产量都得到了提高。
资料显示，定向钻井的纵向深度一般在600～1200米，横向煤层钻井长度可达到400米。
据美国某钻探公司的个例统计，采纳横井采气比传统的单一竖井采气的初期产量可高出10倍，气井的生产寿命也会增加。
依据对某些项目的估算，运用定向钻井法商业采集煤层气的内部回报率为15～18％，明显高于传统竖井采集法约3％的内部回报率。
国内外煤层气开发利用状况简介
国内外煤层气开发利用状况及其技术水平简介摘要：本文介绍了国内外煤层气资源的利用现状，国外的主要介绍了美国、加拿大和澳大利亚以及俄罗斯的煤层气资源的分布、储量以及开发现状,并对其勘探开发理论和开发技术进行了介绍和分析。
之后对国内的煤层气资源分布和分类进行了简要的介绍，简述了我国煤层气开发所取得的进展和遇到的问题。
最后依据国外的开发经验给我国的煤层气开发提出一些建议。
关键字：煤层气国内外开发利用现状开采技术启示0 引言煤层气,又名瓦斯，是一种在煤层生成，主要以吸附状态储集于煤层，成分以甲烷为主的天然气.在20世纪80年代之前，煤层气只是被人们认为是一种对煤矿安全生产具有严重威胁的气体.然而近年来，随着世界能源局势持续紧张，人们已经认识到煤层气是一种新的非常规能源,具有热值高、污染少、安全性高的特点,完全可以成为石油和天然气等常规能源的重要补充。
所以在此之后，世界上一些主要产煤国家纷纷涉足这一领域,在勘探开发理论与开采应用技术方面进行了大量的研究与试验工作,取得了突出的成就，使这一产业得到快速发展。
如今，煤层气已经成为能源家族中的一位新的成员。
1 世界煤层气资源分布根据国际能源署（IEA）的统计资料和我国煤层气资源评价结果，全球煤层气资源量可能超过260 × 1012m3，90%分布在12个主要产煤国，其中俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚的煤层气资源量均超过10 × 1012m3。
2 国外煤层气开发利用现状美国、加拿大和澳大利亚等国煤层气勘探开发比较活跃，其中美国是世界上煤层气商业化开发最为成功、产量最高的国家。
2。
1 美国美国煤层气总资源量21万亿m3。
全美含煤盆地大约有17个,已有13个进行了资源评价.按照地质理论，这13个盆地可分为东部大盆地和西部大盆地两类。
西部大盆地拥有美国煤层气资源的70%以上。
东部大盆地的煤层气主要分布在上石炭统宾夕法尼亚系的多层薄煤层中,煤层稳定,埋藏较浅，以高挥发分烟煤为主，煤层呈常压或低压状态，煤层气含量和煤层渗透率均较高，以黑劳士盆地为代表;西部大盆地的煤层气主要分布在白垩系——早第三系煤层中，煤层厚度较大，但变化大，煤阶较低，埋深几百至三千米以上，煤层气含量较高，煤层渗透率高，煤层压力从低压到超压，以圣胡安盆地为代表（李鸿业，1995）。
煤层气开采方法与技术-简化版
2 煤层气钻井与完井 3 煤储层改造（压裂）
4 煤层气排采
5 煤层气地面集输与处理
5.1 集输工艺流程
5.2 集输管网
5.3 井场工艺
5.4 集气增压站工艺
5.5 煤层气处理
第二十三页，共41页。
六、煤层气资源开采方法与技术
5 煤层气集输与处理
5.3 井场工艺
井口螺杆泵
水管线
10MPa
中央处理厂 （增压脱水） 进厂：2MPa 出厂：9.5MPa左右
第十四页，共41页。
课程提纲
一、 课程简介与煤层气概念
二、 国内外煤层气勘探开发现状 三、 煤储层物性特征
四、 煤层气富集与成藏
五、 煤层气资源与评价
六 、煤层气资源开采方法与技术
1 煤层气开采原理与特征 2 煤层气钻井与完井 3 煤储层改造（压裂） 4 煤层气排采 5 煤层气地面集输与处理
5.2 集输管网 5.3 井场工艺
5.4 集气增压站工艺 5.5 煤层气处理
第二十九页，共41页。
六、煤层气资源开采方法与技术
5 煤层气集输与处理
5.4集气增压站工艺流程
进站
一级分离
增压
计量外输
二级分离
第三十页，共41页。
六、煤层气资源开采方法与技术
5 煤层气集输与处理
5.4集气增压站工艺流程
煤层气进压缩机前后均应设置分离器。对煤粉量大的区域，压缩机前分离器宜采用过 滤分离；压缩机后分离器可采用重力分离或旋流分离。
第三十一页，共41页。
课程提纲
一、 课程简介与煤层气概念 二、 国内外煤层气勘探开发现状 三、 煤储层物性特征
四、 煤层气富集与成藏
国内外煤层气勘探开发态势与技术方法进展
温度条件下得以保存； 二是煤中封闭空间阻隔了重烃与外界的物质交换，重烃气 没有受到稀释，依然保持着较高的浓度及原生成因信息。 （2）煤储层特征及储层评价 煤储层特性包括裂隙-孔隙特性、吸附性、含气性以及煤储层压力。传统认 识建立在干燥煤样为基准的基础上：Langmuir”三段式”演化模式；我国通过对 煤在平衡水条件下的吸附特性及其演化规律的研究： “两段式” （叶建平等 1999； 张群等 1999；傅雪海等 2002） 对于煤层气裂隙-孔隙系统，国内外一直将其看成裂隙-孔隙组成的“双重 孔隙”结构系统（Close，1993） ，后来有研究者采用分形理论和方法对其进行描 述（何学秋，1995；赵爱红等，1998） ，最后发展为三元孔隙裂隙系统，即宏观 裂隙-显微裂隙-孔隙三元裂隙-孔隙介质，并建立分形数学模型和分类方案（傅 雪海等，2001） 。 国家 973 计划在此方面进行了大量研究：对高级煤储层参数厘定并提出煤 储层评价方法；提出易实施、对比的储层物性参数获取方法：压汞试验、低温氮 吸附、单相渗透率；优化储层物性的描述参数：孔隙度、孔喉平均直径、比表面 积、渗透率、储层压力梯度（刘大锰，2004） ；以沁水盆地为例提出高煤阶煤储 层孔隙系统的地质模型和相应的分形数学模型，分析了各模型的储层物性贡献； 针对我国高煤阶煤储层的低渗透性特征开展煤储层大裂隙系统研究， 提出不同煤 阶的低渗透性煤储层大裂隙系统发育特征不同；提出热演化作用、沉积成岩作用 和构造应力应变是造成煤储层非均质性的主要原因（王生维，2004） 。 其他的研究成果：计算分析有效应力、煤基质收缩、气体滑脱效应等因素 对渗透率的影响及其叠加作用的表现（汪吉林等，2012） 、煤层气分馏效应的研 究（陈润，2009） 、煤储层弹性能及其对煤层气成藏的控制作用（吴财芳，秦勇， 2007） 、我国煤层气储层异常压力的成因分析（李仲东等，2004） 、岩体结构对含 煤岩系变形的控制作用（王庆伟，2008） 。 （3）煤层气成藏动力场研究 煤层气成藏的前提是煤层气富集，宏观上受沉积埋藏史、构造演化史、煤 化作用史、地下水活动史和有机质生气史“五史”配置关系的控制，实质上是构 造应力场、热力场、流体化学场、流体动力场“四场”互动的过程。构造应力特
中国煤层气钻井技术现状及发展趋势探析
市场需求：随着能 源需求的增长，煤 层气钻井技术将得 到更广泛的应用
环保要求：随着环 保意识的提高，煤 层气钻井技术将更 加注重环保和可持 续发展
国际合作：随着国 际合作的加强，煤 层气钻井技术将得 到更多的交流和合 作，促进技术的进 步和发展
煤层气钻井技术发展对策建议
加强技术创新，提高钻井效率和成功率 推广绿色钻井技术，降低环境污染 加强国际合作，引进先进技术和设备 加强人才培养，提高钻井技术水平 加强政策支持，推动煤层气钻井技术发展
加强人才培养，提高技 术水平
加强政策支持，推动行 业发展
加强技术创新，提高钻 井安全性
03
中国煤层气钻井技 术发展趋势
THEME TEMPLATE
煤层气钻井技术发展趋势概述
技术进步：不断提高钻井效率和钻井质量 环保要求：更加注重环保和可持续发展 智能化发展：引入智能化技术，提高钻井自动化程度 国际合作：加强国际合作，引进先进技术和设备
煤层气钻井技术应用现状
煤层气钻井技术在中国得到了广 泛应用
钻井设备不断更新，提高了钻井 效率和安全性
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
技术水平不断提高，钻井深度和 钻井速度不断提升
钻井技术在煤层气开发中发挥着 重要作用，为能源开发提供了新 的途径
煤层气钻井技术面临的问题
技术水平落后：与 国际先进水平源自比， 存在较大差距煤层气钻井技术发展趋势分析
技术进步：钻井技术不断更新，提高钻井效率和成功率 环保要求：环保法规日益严格，钻井技术需满足环保要求 智能化发展：智能化钻井技术逐渐普及，提高钻井效率和安全性 成本控制：降低钻井成本，提高经济效益，成为钻井技术发展的重要方向
煤层气钻井技术发展前景预测
煤层气开发的工艺技术
第十一章煤层气的勘探开发技术煤层气开发的成败，关键在于采取一整套与煤储层物性相适应的钻井、完井、压裂、排采等技术措施。
第一节钻采工艺技术开采煤层气常用的有三种布井方式，即针对煤层的垂直钻井、水平钻井和针对采空区的钻井。
垂直井是从地面打钻穿过煤层进行采气，是目前主要的钻井方式（图11-1）。
这种开采方式产气量大、资源回收率高、机动性强，可形成规模效益。
但它要求有利的地形条件、厚度较大、渗透性较好的煤层或煤层群。
水平井有两种：一种是从巷道打的水平抽放瓦斯井；另一种是从地面先打直井再造斜，沿煤层钻水平井（排泄井或称丛式井）（图11-2），在煤层内打若干水平分枝时，又称为分枝水平井或羽状水平井（图11-3）。
水平钻井的方向与面割理方向垂直，适于厚度大于1.5m的厚煤层，成本较高。
采空区钻井：从采空区上方由地面钻井到煤层上方或穿过煤层（图11-2）采空区。
采空区顶板因巷道支柱前移而坍塌，产生新的裂缝使瓦斯从井中涌出。
如果采空区顶部还有煤层并成为采空区的一部分，瓦斯涌出量更大。
产出气体中混有空气，热值降低。
由于产出气中含氧高，不宜管道输送，产量下降较快的井宜就地利用。
图11-1 煤层甲烷井类型图图11-2 排泄孔钻井工艺图一、钻井类型分类按煤层层数分类：根据一口井开采的煤层层数分为单煤层井和多煤层井。
单煤层井井筒只与一个煤层连通，多煤层井井筒与多个煤层连通。
根据埋深分类：浅层气井井深大于300m，一般200~300m以上属甲烷风化带，不利于煤层气保存；深层气井井深大于1500m，1500m以下煤层埋深大，成本高。
目前煤层气最深的井有2438m。
一般井深为300~1500m。
按井网的位置分类：有边缘井和内部井两种。
图11-3 我国第一口水平井实钻井眼轨迹三维图根据钻井类别分类：有资料井（取心井）、试验井（组）、生产井和检测井四种。
资料井主要通过钻区探井取准煤心作含气量等参数测试、试气，并用单项注入法求取煤层渗透率。
【煤层气钻机的技术现状及发展对策】煤层气钻机
【煤层气钻机的技术现状及发展对策】煤层气钻机.1kuang.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。
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勘探与开发技术是指对煤层中的天然气资源进行勘探、开发利用的技术手段。
近年来，随着能源需求的增长和煤炭资源的逐渐枯竭，煤层气已成为一种重要的替代能源。
下面将介绍煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向。
目前，国内外煤层气资源勘探中，主要应用的技术包括地震勘探、钻探勘探、测井勘探等。
地震勘探是通过测定地下介质反射波和折射波的传播时间和振幅来判断煤层气蕴藏的地质构造特征和规模。
钻探勘探技术是通过钻取地下煤层气井，通过地下井眼的地层取心、观测和测试来获取煤层气的相关信息。
测井勘探是指利用测井工具和设备，对钻井完井后的孔隙间进行测定和记录，获取储层信息，以确定煤层气的可采储量和分布规律。
在煤层气的开发利用方面，主要应用的技术包括煤层气井合理开采技术、煤层气井提采技术和煤层气井增产技术等。
煤层气井合理开采技术涉及到井网布置、井距优化、井眼直径设计、井筒完井优化等方面，以降低开发成本、提高采收率。
煤层气井提采技术包括常规提采技术，如压裂、压驱和抽采等，以及非常规提采技术，如CO2注入、微生物驱替和真空抽采等。
煤层气井增产技术主要包括增加注采效果、增加有效利用程度等。
高精确度地震勘探技术将得到进一步发展。
传统地震勘探技术存在成本高、勘探效果差等问题，新兴的高精确度地震勘探技术可以在降低勘探成本的同时提高勘探效果，进一步提高煤层气资源的勘探率。
技术的智能化和自动化将成为煤层气开采的发展趋势。
目前，煤层气井的开采过程中需要人力管理和操作，这不仅增加了成本，还存在一定的安全隐患。
通过引入智能化和自动化技术，可以实现煤层气井的远程监控和自动控制，提高生产效率和安全性。
煤层气开发利用技术将更加注重环保和节能。
在煤炭资源逐渐稀缺和环境污染日益严重的背景下，煤层气开发利用技术需要更加注重环保和节能。
未来的发展方向是通过减少煤层气开采过程中的地面排放和化学品使用，提高能源的利用效率，降低对环境的影响。
浅析煤层气开采技术与发展趋势
浅析煤层气开采技术与发展趋势煤层气是一种以煤为储集层，天然气为主要成分的一种非常规天然气资源。
煤层气是在地质作用下由有机质在低温、高压条件下分解形成的气态碳氢化合物，并通过煤层的孔隙、裂缝中储存的一种气态能源。
随着能源需求的不断增大和环境保护意识的提高，煤层气成为了备受关注的一种清洁能源，其开采技术和发展趋势备受关注。
一、煤层气开采技术1. 传统抽采技术传统的煤层气开采技术主要采用抽采法，即采用水力压裂技术来刺激煤层气的释放，并通过水井或泵井进行采出。
这种技术相对成熟，成本低，但也存在着资源利用率低、环境污染大等问题。
2. 水力压裂技术水力压裂技术是指通过将高压水和某些添加剂注入到煤层中，使煤层开裂，从而促进煤层气的释放和采出。
这种技术能够有效提高煤层气的释放率，增加产量，但同时也会带来地下水污染和地质破坏等问题。
煤层气抽采技术主要通过井筒联合采气管道，实现煤层气的抽采。
这种技术相对应用较为广泛，效率高，但在保护地下水和地质环境方面还存在一定的挑战。
二、煤层气的发展趋势1. 技术的进步和成熟随着科技的不断进步和人们对环境保护的重视，煤层气的开采技术将更加成熟。
在探测技术、水力压裂技术、抽采技术等方面，都会有更多的技术突破，提高煤层气的产量和资源利用效率。
2. 环保和可持续发展当前，地球环境日渐恶化，各国对环保的要求也越来越高。
煤层气的开采必须要与环境保护相结合，开采过程中必须严格执行环保标准，降低地面和地下水污染，最大限度地保护地下水和地质环境。
3. 智能化开采未来，煤层气开采也将迈入智能化时代。
通过引入先进的传感器、自动控制技术和大数据分析，煤层气开采过程可以更加智能化和自动化，提高生产效率，降低成本。
4. 多元化利用未来煤层气的利用将更加多元化，除了作为燃料供应外，还可以开发煤层气化工、化学品等新兴行业，使煤层气的资源价值得到更好的利用。
5. 国际化合作煤层气资源分布广泛，跨国开发是必然趋势。
国内外煤层气的钻采技术
文章编号:1004—5716(2003)08—104—03中图分类号:T D842 文献标识码:B ・钻掘工程・国内外煤层气的钻采技术舒秋贵,张建兵(西南石油学院石油工程学院,四川南充637100)摘要:煤层气以前被称做“有害因素”,现在在生产上却完全可作为一种新型能源被大规模开发利用。
综述了国内外开采煤层气的钻采与增产技术的研究成果及使用情况,总结了煤层气开采利用技术方面还存在的问题。
关键词:煤层气;钻井;完井;压裂;注气开采 在煤矿开采业中,煤层气(即瓦斯)历来被人们看作是有碍生产安全的有害因素而成为人们防护排放的对象。
但在近十多年来,随着科学的不断发展进步,人们发现,这种所谓“有害因素”在生产上却完全可作为一种新型能源被大规模开发利用。
特别是美国,煤层气工业20世纪70年代起步,20世纪80年代迅速发展,到20世纪90年代已达到年产约200×108m3的生产水平。
我国的煤炭资源储量居世界第三。
据煤炭部《全国煤炭煤层瓦斯地质编图》[1],我国在埋深<2000m的浅层范围,煤层内拥有甲烷资源量32.32×1012m3,与我国常规天然气资源相当。
中国石油天然气集团公司于20世纪90年代初开始介入煤层气的研究,经“八五”准备性研究后,列入了“九五”重点攻关研究项目。
就国内外煤层气钻采与增产技术的科研成果及应用情况进行总结。
1 煤层气的钻井与完井技术1.1 煤层气钻井技术[2,3]煤层与一般油、气层地质特点不同;煤的机械强度低,难以支撑上覆地层的压力,易于跨塌、破碎,导致井径扩大;钻开后的煤层,浸泡时间越长,煤层吸水跨塌越厉害;煤岩微裂缝、孔隙发育,节理也相当发育,钻开后滤失量大,且地层孔隙压力低,容易发生漏失;煤液呈酸性,而泥浆呈碱性,容易造成酸碱中和产生金属盐,堵塞煤层气通道;煤层气井产气周期长,对井的寿命要求高。
针对上述特点,采用以下关键钻井技术:(1)为便于后期完井及开采工作,要求煤层气井最大井斜角≤3°,100m增斜率<1°,井底水平位移<20m,选择合理的钻具组合,优选钻井参数,确保井身质量;(2)使用清水和水气混合钻井液,重点防垮及井垮造成的复杂情况;(3)建立合理的井身结构,加快钻井速度,减少煤层浸泡时间;(4)煤层取芯与油气井常规取芯不同,煤芯难以形成芯柱,特别是清水取煤粉,要求取芯完到煤芯装罐前后≤30min,于是采用绳索式取芯工具;(5)使用pH值≤7.5的钻井液。
【煤层气技术】煤层气开采技术(1)
则：
a lnqo lnqt
t
ppt课件
1
三、开采层瓦斯抽采
►钻孔预抽
我国预抽煤层瓦斯一般不采用巷道法，基本 上都采用钻孔法，其布孔方式有两种：
穿层网格预抽
✓ 中梁山矿务局南矿
– 预抽时间19个月
– 平均预抽率48%
– 瓦斯压力由2.75~2.8MPa降至0.4~0.8MPa
– 煤体收缩变形1.5‰~2.6‰
ppt课件
23
三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽
✓ 交叉钻孔(焦作九里山矿)
效果
– 孔口负压为22~44KPa，抽采浓度
20%~89%
– 单孔瓦斯抽采量为平行孔的1.85~2.53倍
– 提高抽采量46%~102%
机理
– 钻孔交叉点裂隙范围增大，透气性提高
– 避免塌孔、堵孔的影响
– 边采边抽，较早起作用，效果好
原理
– 在已施工的煤孔中，采用旋转的高压水射 流， 对钻孔周围煤体进行切割
– 钻孔直径扩大数倍 – 增大煤体暴露面积 – 扩大钻孔卸压范围 – 增加钻孔抽采瓦斯半径 – 提高预抽瓦斯效果
ppt课件
52
三、开采层瓦斯抽采
►提高煤层预抽瓦斯效果的技术途径 高压水射流扩孔
效果图
扩孔 效果
ppt课件
53
三、开采层瓦斯抽采
–最大给进力：78kN
–钻杆直径：63mm –钻孔倾角：0～50
–最大起拔力：58kN –正常推进速度：0～1.5m/min –给进行程：720mm
ppt课件
26
三、开采层瓦斯抽采
顺层长钻孔预抽 ✓打钻装备
ZY-300型全 液压钻机
ppt课件
- 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)。
① 固井施工时由于井身浅 ， 井径 多不规则， 并且替浆量少 ， 导致
②水泥浆易漏失 ， 固井过程中复杂情况多。煤层段地层孔隙压 密度比钻井液密度高得多， 更容易导致地层浆体漏失 ， 损害产层。
力梯度较低 ， 即使用清水钻进 ， 煤层段漏失现象时有发生 而水泥浆
漏失 ； 煤液呈酸性 ， 泥浆 呈碱性 ， 而 容易 造成 酸碱 中 和产生 金 属 盐 ， 塞煤层气通道 ； 堵 煤层 气井产气周期长 ， 对井的寿命要 求高。
⑤煤层 易受到伤害 ， 保护煤层的难度大 。固井过程中如果水
对煤层 的伤 害 ， 影响产能 。
（） ３建立合理的井身结构 ， 加快钻井速度 ， 减少煤层 浸泡时间 ； （） ４ 煤层取芯与 油气井常规取 芯不 同 ， 煤芯难 以形成芯柱 ， 特 别是清水取煤粉 ， 要求 取芯 完到 煤芯 装罐 前后 ≤ ３ ｍｉ， ０ ｎ 于是 采 用绳索式取芯工具 ；
特殊性 ， ， 如 煤层气井 常采用 压裂增 产 、 压排水开 采措施 ， 负 这给
外煤层气钻 采与增 产技术 的科 研成 果及应用情况进行总结 。
１ 煤层气的钻井与完井技术
１ １ 煤 层 气 钻 井 技 术 ［３ ． ２］ ｌ
固井设 计与施工提 出了更 高的要求 。固井质 量要高 ， 间封 隔要 层
井 固井 的特点及难点 主要 表现在以下几 个方面 ： 顶替效率低 ， 残留的滤饼和钻井液严重影响 了对煤层的封固质量。
好， 固井 施工中对煤层的伤 害要 小 和一 般油气井 相 比， 煤层气
煤层 与一般 油、 气层地质特点不 同； 煤的机械强度低 ， 以支 难 撑上覆地层 的压力 ， 易于跨塌 、 碎 ， 破 导致井 径扩大 ； 开后的煤 钻 层． 浸泡时 间越长 ， 煤层 吸水 跨塌越 厉害 ； 岩微 裂缝 、 煤 孔隙发育 ， 节理也相当发育 ， 钻开后滤失量大 ， 且地层孔隙压 力低 ， 容易发生
浆配方设计 的难度 。 ③ 塞流顶替技术 。煤层气井容易垮塌 ， 不能使用大排量顶替 泥浆 ， 因此不能实现紊流顶 替， 多采 用塞流顶 替技术 。因为塞 而
严， 适用性 比较差 。由于人们 对这种人造洞穴 提高煤层 渗透率及 煤层气产量的作用机理仍不 十分 清楚 ， 且在裸眼 环境 中作业具有
弹的穿透深度 ， 有利 于后期作业 。国外煤 层气 固井资料中曾报道
传导系数并产生竞争吸附置换效应 ， 从而提高煤层气开采时的
单产量及 回收率 。
３ 结 束 语
过此项技术 ， 国内尚未 开展对此项技术 的研究。
下套管注水泥 固井完 井是 目前 通用 的完 井方 法 ， 的适用 它
综上所述 ， 煤层气的开采利 用有着广 阔的前景 ， 层气的钻 煤
较高的风险性 ， 使用这种工艺方 法的费用不可预测 。正是 由于这 些原因， 使裸眼洞穴完井技术的应用受到 了很大的限制 。
２ 煤层气 注气 开采技术
通过压裂法来 提高煤 层 的渗 透性 效果并 不理 想 ， 而裸 眼洞
穴完井风险性较高 ， 作业 费用大 ， 因此必须探索新的增产途径 。
开采煤层 气的钻采与增产技术 的研 究成果及使 用情况 ， 总结 了煤层 气开采利 用技术 方面还存在 的问题 。 关键词 ： 煤层气 ； 井； 钻 完井 ； 压裂 ； 注气开采
在煤矿开采业 中， 煤层气 （ 即瓦斯 ） 历来被人们看作是有碍生 产安全的有害因素而成为人们 防护 排放 的对象 。但 在近 十多年
地质编 图》 ， 国在埋深￣２ ０ ｍ 的浅层 范围 ， ］我 ００ 煤层 内拥有 甲烷
下套管和固井作业造成的损 害 ， 通常采用 裸眼法完井 ， 即将套管
柱下到 目的层上部 ， 以减轻固井引起的损害。但 是这 种完井方法
本身受到很 多限制 ， 括完井层数（ 包 通常 只有 １ ） 个 和井 眼可能 出 现 的坍塌 （ 由于煤层 强度低 ） 。
≤３，Ｏ ｍ增斜率＜ ｌ， 。ｌＯ 。井底水平位移＜２ ｍ， Ｏ 选择合理的钻具组 合， 优选钻井参数 ． 确保井身质量 ； （） ２ 使用清水和水气混合 钻井液 ， 点防垮 及井垮造 成 的复 重
杂情况 ；
密度水 泥的水化速 度慢 ， 水泥石早 期强度 和后期强 度低 ， 低温下
④水 泥浆 向地层 的失水 量大 ， 导致性 能发生 很大变化 ， 影响
层气 的机制＿ １ 。他提出煤层 气生 产的标 准方式 ； 通过 抽取 煤层 裂隙系统 中的地下水 ， 降低煤 层裂 隙系统 中的压力 ， 使煤层 气在
微孔 隙扩散到割理 上； 吸出来 的气体按 照达西定律 ， 解 通过 煤割 理和裂隙系统 ， 随着割理和裂隙系统中的水流入井筒 。 但是这种生 产方法不是 很奏效。即使是生产几 十年后 ， 的 气 最终 回收率都不会 超过原地原 始气体量的 ５ 。因此提 出了一 Ｏ 种新 的方法 ； 通过 注入 气体 （ ， ０２ ） Ｎ２ Ｃ 等 来提 高煤 层气 的 采收 率 。注气增产 的作 用机理［ ，］ 一是 通过 注气增 加储 层流 动能 １１ ： ０１ 量； 二是改变煤层孔 隙结构提高渗 透率 ； 三是通 过提高储 层压力
注水泥时 ， 水泥浆 到达煤层 底 部时 经绕煤 层 固 井工具 进入 导 流 管， 并从煤层顶部进入环空 。绕 煤层 固井时 ， 浆不 与煤层接 水泥 触 ， 了固井水泥浆对煤 层的伤 害。与常 规套管 固井相 比 ， 避免 在
绕煤 层段套 管与煤 层间无 水泥环 ， 少 了射孔 阻 力， 减 增进 了射孔
来， 随着科 学的不断发展进 步 ， 人们发现 ， 这种所渭“ 有害因素” 在 生产上却完全可作为一种新 型能源 被大 规模开 发利用 。特 别是 美 国， 煤层气工 业 ２ Ｏ世纪 ７ 代起 步 ，Ｏ世纪 ８ 代迅速 发 Ｏ年 ２ Ｏ年
国外已尝试应用 水平 井钻 井技 术进 行煤层 气 开发 ， 目前 到 为止 ， 只是部分 获得成功 ］ 也 。
・
中 图分类 号 ： ８ ２ 文献标识 码 ： ＴＤ ４ Ｂ
钻掘工程 ・
国 内外 层气 的钻 采技 术 煤
舒秋 贵 ， 张建 兵
（ 西南石油 学院石油工程学院， 四川 南充 ６ ７０ ） ３ １０
摘
要： 煤层 气以前被 称做 “ 害因素”现在在 生产 上却 完全可作为 一种新 型能源被 大规模 开发利 用。综述 了国 内外 有 ，
§ 鲁 ｛
，｝
，， ， ●争４ ｉ 矩
第８ 期
舒秋贵 ， 张建兵 ： 国内外煤层气的钻采技术
１５ ０
空的液柱压力 ， 减轻了失重带来的影响 ， 而实现防漏压稳 ， 从 既保
证了固井质量 ， 又防止 了煤层受到损害 。一级水泥 和二级水泥 可 以分别采 用不 同的水泥 浆体 系和 水泥 浆 配方 ， 因此降低 了水 泥
（） ５使用 ｐ Ｈ值≤７ ５的钻井液 。 ． 另外 ， 由于煤层气单井产 量较低 ， 工艺性试验投入大 ， 勘探效
泥浆的密度高、 失水量大 ， 泥浆性 能差 或施 工不 当 ， 水 很容易造成
针 对以上特点和难点 ， 目前采用 的主要 固井技术有 ：
①低 密度水 泥浆。低 密度水泥浆主要有两种 ， 一种是漂珠低
维普资讯 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｑｖｉｐ．ｃｏｍ
总第 ８ 期 ７ ２０ ０ ３年第 ８ 期
西部 探 矿 工 程
Ｗ ＥＳ ｒ ＣＨＩ ，— ＮＡ ＸＰ Ｅ Ｉ０ＲＡＴ１ ０Ｎ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲｌ ＮＧ ｓ ｒ ｓＮｏ ８ ｅｉ ． ７ ｕ
Ａｕ ２０ ０３
文章 编号 ：０ ４ ５ １ （０ ３ ０ － １４ ０ １０ － ７ ６ ２ ０ ） ８ ０ － ３
不成熟 ， 如减小储层损害的钻井液 、 密度水泥 的研 制、 低 绕煤层 固 井工 艺技术 ， 裸眼洞 穴完 井提高 煤气 产 量的作 用机理 及 减小 风 险方 面的技术 改进 ， 及注气开 采的数值 模拟技术 等 ， 待进一 步 仍
深 入研 究 。
参考文献
源储集于煤层 ， 并常伴 以低 温 、 压和低 孔渗 条件 ， 低 因而 ， 煤层 气 井在优化压裂设 计和选择压 裂液方面 有其特 殊要求 。煤 层气井
１ ２ 煤 层 气 井主 要 完 井技 术 ．
煤层气所采用的 主要完井技术有 ：
（） １裸眼法完 井 。在煤层气工 业开 采发展 初期 ， 了减少 ］ 为
展， ２ 到 ｏ世纪 ９ Ｏ年代 已达到 年产约 ２ ０ ０ ｍ３ ０ ×１ 的生 产水平 。 我 国的煤炭 资源储量居世界第 三。据煤 炭部《 国煤炭煤层 瓦斯 全
针对上述特点 ， 采用 以下关键 钻井技术 ：
③水泥浆配方设计 困难 。煤层气井浅 ， 底温度低 （ 井 一般在
２ ℃～４ ℃之间 ）上 部地层 的温度更低 。低温 下水 泥特别是低 ５ ５ ， 和 降失水剂 配伍 的早强剂 及促 凝剂少 。 对煤层封 固。
（） １为便于后期完井及开 采工作 ， 求煤层 气井最大 井斜 角 要
流顶替技 术对工艺和设 备 的要求 相 对较低 ， 对水 泥浆性 能 的要
求也不十分严格 。塞流顶替 时接触 时 间长 ， 替效率 高 ， 工易 顶 施 于组织 ， 使用设备也少 。
实践证明 ， 注水 开采煤层 气的效果并不十分理想 ［ １ ”。
Ｐ ｆ 和 Ｙｅ（ ９ 概括地描述 了通过降低储层压力生产煤 ｕ ｅ１９ ０）
② 双级 固井技 术。有 的井深约 ｌ０ ｍ左右 的煤 层气井 固井 Ｏ０
采用 了双级 固井技术 。双级 固井减少 了一次 注水 泥量 ， 降低 了环
鼍 童 、、，
● Ｉ
｛
｛
｝
｛ ， ，
● ｛ ｆ
争｛
，｛ ｊ ｉ ； ＋ ｝； ｛
ｌ
｝