煤层气井固井：储层伤害与防控

（1）水泥浆中固相对煤储层的伤害

煤层气储层具有双重孔隙结构。煤层中基质是主要的储气空间，裂隙是主要的渗透通道。一旦煤层的孔隙和裂缝受到损害，煤层损害程度比常规油气层严重得多，不仅使气体的渗流通道受损，而且还会影响煤层气的解吸过程。

水泥浆中固相颗粒直径较大，但仍有一部分颗粒直径较小，小于煤储层的孔隙直径。因此，在环空液柱与地层压差作用下这些细小的颗粒有可能进入地层的孔喉中，堵塞煤层气孔道。水泥浆对地层的损害是在钻井液损害地层之后，钻井液在井壁上形成的泥饼能阻挡水泥颗粒的侵入，但是煤层气井钻井液性能差，在井壁上形成的泥饼疏松，因而其阻挡力较小。煤层孔隙内压力低，属于低压储层，如果固井过程中发生井漏，则水泥浆就会进入地层深部，对煤储层造成严重伤害。

（2）水泥浆滤液对煤储层的伤害

煤储层基质孔隙系统的强吸水性及裂隙孔隙系统的高渗透性使得水泥浆的滤失量很大。含有各种离子和高碱性的滤液进入煤层后，加速了黏土矿物的水化、分散和运移，并形成毛细管阻力，降低煤储层的渗透率。膨胀微粒的运移、黏土膨胀是导致地层渗透率降低的最主要的原因。煤本身具有吸收液体和气体而产生膨胀的性质，同时会导致储层孔隙度和渗透率大幅度降低，且煤吸收液体并导致基质膨胀和渗透率降低的过程是近乎不可逆的。(www.xing528.com)

（3）煤储层压力低，在固井过程中易发生井漏

煤层储层压力低，固井时水泥浆密度过大或施工不当时，环空静液柱压力与流动阻力之和很容易超过地层破裂压力而造成水泥浆的漏失。水泥浆的漏失一方面会导致水泥浆达不到设计返高，影响封固质量；另一方面水泥浆渗入煤层，浆体中的固相颗粒进入煤层的孔隙与裂缝，并在其中水化固结堵塞孔隙或喉道，造成煤储层的永久性堵塞。

（4）过平衡压力大，造成煤储层渗透率的降低

经过多次的加压、卸压周期试验，测定不同压力下的煤层渗透率发现：加压使渗透率下降，但卸压时渗透率只能得到一定程度的恢复，渗透率降低。这说明煤层存在渗透性滞后现象。煤层的渗透率低，孔隙压力小，水泥浆密度大于钻井液密度，固井过程易形成过平衡压力。当环空液柱压力大于煤储层压力时，会使作用在井筒附近的净应力降低，从而增大了钻井液与水泥浆对煤层的侵入速度与侵入半径，造成煤储层渗透率的下降。