简述煤层气开发常用钻井完井技术应用

黄合树

云南煤层气资源勘查开发有限公司云南曲靖655000

摘要：煤层气作为一项非常规资源，主要是以依附的状态存在于煤层当中，并且最为主要的成分为甲烷，含量高达90%以上。在文本中，结合煤层气钻井完井常见问题，对较为常用的水力脉冲钻井、激光钻井、径向水平井钻井等钻井完井技术及其应用进行详细分析，最后也对煤层气钻井技术应用要点及注意事项进行阐述。也希望本文研究内容能够为相关人士发挥一定参考作用。

关键词：煤层气；钻井完井技术；应用；分析

煤层气是一种非常规的油气资源，对其进行有效开发，可以实现天然气良好接续。然而在实际煤层气开发过程中，由于受到裂缝体系发育较多、应力敏感性较强等问题影响，导致钻井完井技术应用中容易对储层造成不良影响。为确保煤层气正常开发，加强煤层气钻井完井技术应用研究非常有必要，通过钻井完井技术在煤层气开发中顺利实施，也能够保障和提高煤层气开发效果[1]。

1煤层气钻井完井技术实施情况分析

1.1技术实际应用难点

在实际使用钻井完井技术进行煤层气开发过程中，受到特殊成岩结构、沉积方式等因素影响，导致技术有效应用比较困难，主要体现在：（1）井壁不够稳定，在开展钻井完井施工过程中，成井壁坍塌事故发生机率比较高，进而引发井下复杂事故，随着现代科学技术不断发展，钻井技术也取得巨大进步，现阶段也可以充分借助水基，又或者是油基钻井液体系，虽然可以充分发挥出保护储层作用，但是因为在地层应用过程中会出现比较大的滤失量，也会导致钻井液粘度降低、携岩性较差问题发生，最终致使井下复杂事故发生；（2）煤层易受污染，在煤层钻进过程中，为了保障钻进速度和钻井安全性，就需要对液体密度和固相含量进行添加，但是这会对储层造成不利影响，具体体现在：得到的储层压力准确性不足、表皮系数偏差相对较大等等；（3）煤层形态分散情况严重，在煤层区域存在很多游离气，从某种程度上来说也会影响到取芯，因为煤层胶结比较松散，使得取芯过程中很难完整进行，而煤层气主要是通过地层气，然后不断富集起来，一旦完成割芯工作以后，就需要将其往上提，这时候取芯筒到井口的长度也会呈现出逐渐缩小趋势，内部芯包含的气体也在不断被解吸，就很容易使煤芯冲出筒外，进而出现取芯失败的情况。即便是成功的完成取芯，依然会遭受到内部气体影响，煤芯一旦遭到损坏，后期分析也将会受到影响[2]。

1.2储层伤害因素

煤层气主要是依附在煤层当中，但是因为煤层结构所体现出的渗透率低、孔隙度低等特点，无形中也加大了钻进难度系数，尤其是针对存在敏感性比较强的矿物成分，如：斜长石、方解石等，将之与一般岩石进行比较，可以发现岩石无论是抗压性，还是抗拉强度都相对较低，一旦受到钻井完井压力影响，就很容易出现煤层粉碎情况。同时，岩层在与钻井液进行接触以后，矿物成本也会出现水敏伤害，并且随着浸泡时间不断延长，遭受到的伤害也就越严重。此外，水敏伤害也会影响到甲烷气体的解吸和扩散，最终对开发效率造成严重影响[3]。

2煤层气开发常用钻井完井技术应用

2.1煤层气钻井技术

2.1.1水力脉冲钻井技术

将水力脉冲钻井技术应用到煤层气开发当中，主要是通过在钻铤和钻头间对水力脉冲空化射流发生器进行安装，然后在空化效应作用下，使之产生周期性振动液流，既能够改善井底渗流场，又能够达到净化井筒效果[4]。与此同时，在空化效应过程中也会引发高温高压现象，这一现象会对岩层表面造成损坏，随着岩层强度持续降低，再开展钻井作业，其效率也会得到显著提升。除此之外，通过射流后井底瞬时负压脉冲，使得局部岩层失衡，可以提高岩屑的反排效率，对储层起到保护作用。

2.1.2激光钻井技术

对激光钻井技术进行应用，主要是通过对含有较高能量光束充分利用，促使其对岩层发挥瞬时加热和破碎作用，最终呈现出热熔状态，而岩层可以承受应力则逐渐增大，也促使岩石快速破碎。这样钻井技术作用具体发挥流程为：首先，激光束照射在岩层的表面上，其中有一部分光束反射被岩层吸收，其次在发挥分子作用下，岩层在短时间内快速升温，最后通过热熔促使岩层破碎，进而完成钻井作业。

2.1.3径向水平钻井技术

在对低煤阶阶段煤层气进行开发过程中，可以对部位套管开窗进行优先选择，然后再开展高压水射流，同时在煤层不同的方向开设多个钻井，并使之相互连通，可以促使煤层气疏导和连通能力提升。由于不同径向水平井的井眼是由高压水线射流所形成，虽然对煤层无法发挥压实作用，但是可以保证煤层原有结构，通过充分发挥多个水平井眼作用，既能够提高裂缝渗流能力，又能够提高煤层气解吸效率。

2.1.4欠平衡钻井技术

将该项钻井技术应用到煤层气开发当中，不仅可以实现井底环空低压钻进，而且还能够降低环控压力，进而有效缓解储层保护与护壁堵漏之间存在的矛盾。

然而想要实现这一效果，则需要加强进口和地面管汇统筹及控制，同时遵循实际情况对钻井液密度及注入量进行科学、合理调整，在水平段长度和储层压力方面也要科学计算和准确测量。

2.2煤层气钻井技术应用需要注意事项及流程探析

为确保煤层气钻井技术应用效果，需要对以下事项引起高度重视：（1）科学、合理设计井身结构，井身结构与煤层气开发效率存在十分密切的关系，现目前将分支水平井和小型水平井联合起来进行应用，可以促使储层疏通性进一步提升，

实际应用时可以适当扩大井眼规格，进而达到降低循环压力和缓解漏失目的。（2）准确选择钻井方式，针对不同的地区需要选择不同的钻井技术进行应用，并且在钻井液类型上也要结合实际情况进行准确选择，如果遇到出水情况时，则要运用泡沫钻井技术，以降低对储层造成的伤害[5]。（3）钻井参数的优化，钻井参数会对最终钻井成果造成极大影响，在对参数调整过程中，也要遵循快速、安全目标，统筹兼顾钻井液性能、井身结构等内容，通常情况下，针对直井段钻压保持在50~100kN之间，钻速介于60~80r/min之间，泵压介于6~9MPa之间；造斜段钻压保持在20~80kN之间，泵压介于6~10MPa之间；水平段钻压保持在10~50kN之间，钻速介于30~35r/min之间，泵压介于8~15MPa之间之间。在实际钻井过程中，一开和二开可以结合实际情况，对钻头和表层套管加以选择，一般情况下，一旦地层出水量超过了0.5m3/h的时候，就需要增加注气排量，并对泡沫钻井进行使用。（4）合理下钻，有效保证下钻速度和井筒压力，可以强化煤层保护，在下钻速度确定上，可以通过假设方式，将孔隙压力和漏水压力作为基础计算依据，最后可以得到一个下钻速度限值；（5）提升完井质量，在煤层气完井中主要包含深孔压裂和裸眼完井两方面内容，虽然水力压裂可以使产量提升，但是需要确保优化压裂液和参数设置与所在储层相互保持一致。而裸眼完井则可以通过空气或泡沫憋喷，达到减少伤害和提高储层渗透性效果，最终实现增产。

3结语

在本文中，对煤层气开发常用钻井完井技术应用进行研究和分析，主要是从煤层气开发钻井完井技术应用难点及储层伤害因素展开，同时也对煤层气开发中较常运用的水力脉冲钻井、径向水平钻井、欠平衡钻井等技术应用进行详细分析。与常规天然气开发相比较，煤层气钻井完井技术应用存在更多难点，实际应用中也容易对储层造成伤害，并对开发质量造成严重影响。最后也提出几点需要注意事项，使得钻井完井技术更好辅助煤层气开发。

参考文献：

[1]佟峰.煤层气开采技术研究进展[J].环球市场，2017，（23）：375.

[2]李克松.煤层气开发常用钻井完井技术应用浅述[J].建筑工程技术与设计，2018，（20）：321.

[3]黄纪勇.煤层气开发常用钻井完井技术应用分析[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（18）：182-183.

[4]林昕，饶孟余，吴雪飞，等.地质导向建模提高煤层气水平井开发效果[J].石油钻采工艺，2017，39（5）：559-563，569.