煤层气开采-钻井的特殊性

图3－1　煤层气地面钻井开采程序

煤层气井钻井工艺和石油钻井相似，是在井眼钻成后，全井下生产套管、固井，然后通过射孔、压裂等增产工艺实现采气，多以地面垂直井或羽状水平井进行开采。但煤层气在储层物性、机械力学性质及储集方式等方面具有与常规油气储层不同的特征，这些特征决定了煤层气井钻井、取芯、完井及储层保护诸技术的特殊性，煤层不同于其他储层的特殊地质特性表现在以下几个方面。

（1）井壁稳定性差，容易发生井下复杂故障

煤层机械强度低，裂缝和割理发育，均质性差，存在较高剪切应力作用，因而煤层段井壁极不稳定，在钻井完井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、卡钻甚至埋掉井眼等复杂故障。

（2）煤层易受污染，实施煤层保护措施难度大(www.xing528.com)

煤层段孔隙压力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒及滤液的污染。但在钻井完井过程中，为安全钻穿煤层，防止井壁坍塌，又要适当提高钻井液、完井液的密度，保持一定的压力平衡。这就必然会增加其固相含量和滤失量，加重煤层的污染。因此，防止煤层污染和保证安全钻进出现了矛盾，使煤层保护较油气层更为困难。

（3）煤层破碎含游离气多，取芯困难

煤层机械强度低，一般煤层取芯收获率低，完整性差。而且煤层气井都是选择在含气量较高的煤区，割芯提升时，随着取芯筒与井口距离的缩短，煤芯中游离气不断逸出，当达到一定值时会将煤芯冲出取芯筒，造成取芯失败。

（4）煤层气井产气周期长，对井的寿命要求高

煤层气主要是吸附在煤层缝、隙表面上的吸附气，它的产出规律与天然气正好逆向，需经过较长时间的排水降压后才慢慢地解吸。据有关资料介绍，煤层气井至少可供开采20年以上，因此，对井的寿命要求特别高。

由于煤层不同于其他储层的特殊地质特性，在煤层段钻井通常采用低钻压、低转速、低排量的钻井方式，一般采用钻压30～50kN、转速50～70r／min、泵排量15～20L／s，而非煤层段可根据实际情况增大钻压、转速和泵排量。我国的煤层渗透率通常为（0.001～1.0）×10－3μm2，煤层孔隙压力0.87～1.0MPa／100m，属于特低渗透、低压煤层，目前全部采用水基钻井液常规钻井工艺，钻井周期较长，为14～125d。