煤层气井的井身结构-煤层气开采工艺成果

煤层气井的井身结构主要包括下入套管的层次、各层套管的下深以及各层套管与井眼尺寸的配合、各层套管的水泥返高等方面的内容，见图3－3。

图3－3　井身结构

井孔中下入的套管可以分为表层套管、技术套管（中层套管）和产层套管（生产套管）。表层套管是用以分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；技术套管是用以分隔钻井液难以控制的复杂地层，保证顺利钻井；产层套管是将产层和其他地层以及不同压力的产层分隔开，形成煤层气流动的通道，保证长期生产。(www.xing528.com)

从图3－3可以看到，井身从上到下是由粗到细的台阶状，这是因为每下入一层套管后，就要换一个小于该套管内径的钻头继续往下钻，钻到一定深度，又要下入一层比这个钻头直径小的套管，于是形成了台阶状。这种依次变更钻头的顺序称为钻头程序。一口井的井身结构可以由多层套管组成，每层套管封固不同深度的裸眼井段。套管可以封固的裸眼井段的长度除了受到井底压力体系的制约，同时还受到地层地质条件的限制。

油管是垂直悬挂在井里的钢制空心管柱，每根长8～10m，由丝扣连接。油管的作用是将煤层产出水从井底输送到井口和进行压井、洗井、压裂等井下作业等，采气过程中若油管发生腐蚀、磨损可以更换。油管一般下到煤层中部，但对裸眼完井，油管只能下到套管鞋，以防油管被煤层垮落物卡住。

煤层气井的一个特点是在最下面的目的层之下再钻一个井底口袋，深度为30～60m，直径为20cm，利用这个口袋可放入人工升举设备（排水泵等），以加速井底压力下降到煤层气解吸的临界压力值。此外，这个口袋也便于聚集回流到井筒中的煤屑，以提高排水效率和增大气体产量。井身结构的设计内容主要包括技术套管的设计、表层套管的设计、钻头与套管尺寸的配合以及套管和井眼尺寸的配合等，是整个井钻井、完井的基础，关系到钻井和完井工程的整体效益，也关系到生产层的保护和产能的维持，直接影响整个气井的质量和寿命。

进行井身结构的设计的客观依据主要是地层的岩性特征和压力特征，为了给出最优的井身结构设计方案，设计时必须遵循的主要原则包括有利于发现、认识和保护储层；避免漏、喷、塌、卡等问题发生，缩短建井周期，实现安全快速完井，使全井钻井费用最低；钻下部高压地层时，所用的较高密度钻井液产生的液柱压力不得压裂上一层套管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井内钻井液液柱压力和地层压力之间的压差不至于产生压差卡阻套管事故。对于探井设计，还要考虑加深和增加下中间套管的需要。