煤層氣參數(shù)井設計方案

煤層氣參數(shù)井設計方案3煤層氣參數(shù)井方案3.1目的與任務1主要目的（1）取全取準各項地質資料，評價東升煤田煤層的煤厚、煤質、蓋層及含氣性。（2） 了解工業(yè)產(chǎn)能，進一步評價煤層氣勘探前景，為試采和開發(fā)試驗提供地質數(shù)據(jù)。本區(qū)煤層氣勘探基礎資料較少，因此在開展煤層氣鉆探的同時，必須進行鉆探動態(tài)跟蹤分析和綜合研究，深化認識。2主要任務獲取東升煤田煤層氣可靠的評價參數(shù)，主要項目包括：煤層厚度、埋深、煤巖、煤質、割理和裂隙發(fā)育程度、煤體結構、等溫吸附/解吸特征、含氣量、含氣飽和度、儲層壓力、煤層頂?shù)装鍘r性、巖石節(jié)理/裂隙、結構/構造、成分、巖石力學性質、單井產(chǎn)氣量等參數(shù)。3.2井位部署1井位部署原則（1）煤田勘探程度高，地層、構造、煤層厚度、地層傾角比較清楚。（2）煤層發(fā)育，單層厚度大，可采總厚度較大。（3） 煤層氣含量較高且穩(wěn)定性較好，其附近構造相對簡單或拉張應力場（如向斜翼部和正斷層附近等）部位。（4） 煤的滲透性較好，煤層以原生結構、碎裂煤為主，裂隙（煤層割理）較發(fā)育，避開構造復雜區(qū)和構造煤（碎粒煤、糜粒煤）發(fā)育地段。（5） 目標煤層為礦區(qū)主要可采煤層，且埋深300~1000m，并避開采空區(qū)。（6）煤層氣含量面積大，資源量較大、資源豐度較高。（7）地形相對平緩、交通方便、施工條件相對較好等。按上述條件，可優(yōu)先考慮在東升井田東部施工1口煤層氣參數(shù)井，目的層為七2、六2、、四2、二1煤。東升井田參數(shù)井井位部署見圖3.1和表3.1六2-300 DS參-01..-123.65 七2煤層采區(qū)回風下山 四2-500 七2煤層采區(qū)進風下山 七2煤層上下山保護煤柱線 圖3.1東升井田地面井位置示意圖表3.1東升井田地面井參數(shù)井名DS參X377145Y384260H設計一開深度50設計井深+260960939-013.3井身結構設計井型為垂直井井型。采用二開的井身結構方案：一開采用311.1mm鉆頭，鉆穿基巖風化帶20米后，下入244.5mm表層套管，封固地表疏松層，礫石層，建立井口，注水泥全封固；二開采用215.9mm鉆頭，鉆至二1煤層底板以下60米完鉆，下入139.7mm生產(chǎn)套管，注水泥封固至地面，加固井身，延長地面井瓦斯抽采時間。圖3.2DS參-001井井身結構示意圖表3.2東升煤層氣參數(shù)井井身結構設計套管鉆頭井套管下套管層尺寸水泥返深尺寸深深（m）序（mm（mm）（m）（m））表層套311.150244.5地面管生產(chǎn)套215.9960139.7地面管備注具體井深和套管下入深度按井身結構原則而定。3.4取芯設計表3.3DS參-001井取芯設計預計深度設計進尺煤層取心要求巖性收獲率（%）（m） （m）煤層及其頂煤層及砂煤層大于449-46011七2煤底板泥巖70%，六2煤568-57012煤層及其頂煤層及砂砂泥巖大底板泥巖于80%煤層及其頂煤層及砂底板泥巖四2煤763-77512二110煤層及其頂煤層及砂底板泥巖機動合計5見明顯氣顯示取心砂巖50取芯要求：（1）盡可能在鉆遇煤層頂以上5m開始密閉取心，取至底板巖心。（2） 嚴格按二開鉆井液設計要求，采用低密度無固相鉆井液取心，減少對煤層傷害，保證煤心質量。（3） 非煤層巖心直徑不小于60mm，單筒收獲率不低于75%，平均收獲率不低于80%，對巖心要進行全面細致的描述，砂巖和裂縫段進行清水浸泡試驗。（4） 煤層段要求采用半合式取心內筒密閉取心，煤心直徑不小于60mm，單筒收獲率不低于65%，平均收獲率不低于70%，從割心到取心內筒離開井口時間不超過20min，從取心內筒離開井口到煤心裝入解吸罐的時間不超過10min。解吸之后要求對煤層從宏觀到微觀解吸詳細描述。（5） 非煤層段發(fā)現(xiàn)明顯氣顯示，立即取心，不受設計取心進尺、井段限制。（6）單筒取心進尺由現(xiàn)場甲方監(jiān)督或地質技術員確定。3.5樣品采集與分析測試煤瓦斯樣的采集一般每1m采集1個解吸樣，每2m采集一個吸附樣。根據(jù)該井的煤層厚度預測，其主要煤層的樣品測試項目如下：每1m煤巖巖心至少采集2塊樣品進行煤巖全分析和專項分析。煤層頂?shù)装鍘r心要求各采集4-5塊樣品，進行常規(guī)物性分析。其它具有常規(guī)油氣顯示的儲層砂巖巖心每層進行4-5個樣品的常規(guī)物性分析。1煤巖全分析項目含氣量（部分作殘余氣）、氣體組份、煤巖割理定量統(tǒng)計及割理孔隙描述、甲烷碳同位素、鏡質體反射率、煤巖顯微組份（包括鏡質組、殼質組、惰質組、粘土、硫化物、碳酸鹽巖等項目）、灰分、揮發(fā)分、水分、真密度2煤巖專項分析項目視密度、吸附等溫線、煤巖孔隙度、比表面、掃描電鏡3泥頁巖分析項目突破壓力、比表面注：①取芯井按此要求;②巖心樣品由承擔化驗分析的單位及時到現(xiàn)場觀察，親自取樣。3.6試井試井是認識氣藏、進行氣藏評價和生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測，以及評估完井效率的重要手段。煤層氣井注入/壓降試井的目的旨在取得煤層的滲透率、儲層壓力等各項儲層參數(shù)，為煤層氣井生產(chǎn)潛能評價和開發(fā)實驗提供可靠的參數(shù)依據(jù)。東升DS參-01井試井主要獲得煤層滲透率、儲層壓力、研究半徑、表皮系數(shù)、壓力梯度和儲層溫度等參數(shù)。原地應力測試主要獲得原地應力、破裂壓力、破裂壓力梯度、閉合壓力、閉合壓力梯度等參數(shù)4工程技術要求4.1設計總體原則相關設計總體上符合以下標準中的相關要求。（1）煤的高壓等溫吸附試驗方法容量法》（GB/T19560-2021）； （2）《煤層氣含量測定方法》（GB/T19559-2021）； （3）《煤層氣鉆井作業(yè)規(guī)程》；（4）《煤層氣測井作業(yè)規(guī)程》；（5）《煤層氣地質錄井作業(yè)規(guī)程》；（6）《煤層氣井注入/壓降試井技術規(guī)范》；（7）《煤層氣井壓裂技術規(guī)程》；（8）《煤層氣井排采工程技術規(guī)范》；4.2鉆井（1）完鉆井深：鉆至完鉆要求井深，以轉盤面至井底，校核鉆具實長的鉆井深度。（2）全角變化率、井斜及水平位移符合規(guī)定。（3） 鉆井過程中以單點測斜監(jiān)測照片為準，膠片隨原始資料上交保存。（4） 交井以完鉆電測連續(xù)測斜資料為準，測斜間距W50m，特殊情況要加密，最后一測點距離井底小于10m。（5） 測斜數(shù)據(jù)采用計算機進行處理，采用平均角法或曲率半徑法。（6） 井徑擴大率：一般地層要求井徑擴大率<20%，煤層井段井徑擴大率W30%。煤層氣井鉆井工程相關質量要求標準見表4.1~4.2表所示。表4.1井身質量要求井徑擴大率％最大全角變最大水平位井斜井段m全煤層化率移/°o/25m/m井段<500500-1000<1.2<1.3<2<2.5<10<202030表4.2井身結構表開鉆次序鉆頭尺寸（mm）套管尺寸（mm）水泥返深（m）311.1一開244.5（表套）地面215.9139.7二開地面注：（1）一開完鉆原則：鉆穿新近系，進入古生界地層20m，確保二開以后安全鉆進。預計一開井深200m左右。（2）139.7mm氣層套管下深視實際完鉆井深待完井討論定。表4.3鉆時錄井質量驗收評級標準級 別基本不合優(yōu)良合格項目合格格漏取點率（%）段錄井內容4.3鉆井液1主要性能要求程取心段非取心0<0.3符合規(guī)程0<0.5符合規(guī)程0<0.6符合規(guī)達不到合格（1）相對密度，根據(jù)鄰井實鉆數(shù)據(jù)，確保近平衡鉆進不損壞煤層作為調整鉆井液密度的依據(jù)。鉆井液相對密度附加值在0.05-0.10之間。（2） 嚴格控制失水，提高濾餅質量，防止井壁垮塌。失水<5ml,泥餅<1mm.（3） 鉆井液流變性在考慮有效攜帶巖屑的前提下，盡可能充分發(fā)揮水功率的作用。漏斗粘度在40~50Pa?s之間。2一開鉆井液要求（1） 鉆井液體系：水基鉆井液，混漿鉆進。（2） 性能：以防垮、防漏為主，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調整相對密度和粘度。3二開鉆井液要求（1） 二開開始至進入目的層（取心段）以前鉆井液以防垮、防漏、防水涌為主，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況由甲方監(jiān)督進行調整相對密度和粘度。（2） 進入目的層（取心段）至完鉆井深要嚴格控制鉆井液密度和固相含量，切實做到煤層不受污染。（3） 遇嚴重垮塌、井漏等特殊情況，甲方工程監(jiān)督可根據(jù)實際情況調整鉆井液性能。（4）為保證地質錄井油氣顯示的準確性，嚴禁在全井段鉆井液中使用含有熒光的處理劑。4防止煤層損害的要求（1） 建立健全煤層保護監(jiān)督管理體系，對全體施工人員進行保護煤層教育，保證各項措施的實施。（2） 嚴格執(zhí)行鉆井液設計，從進入目的層開始采用無固相低密度鉆井液鉆進直至完井。（3）管好用好固控設備，確保煤層井段不受鉆井液固相污染。（4）目的層段鉆井液中不允許加入高聚物處理劑和不溶性無機物。（5）當煤層壓力梯度當量密度超過鉆井液密度時，只允許加入可溶性無機物加重。4.4錄井1鉆時錄井非煤系地層每1m~2m記錄1個點；煤系地層0.5m~1m記錄一個點；目的層井段0.1m記錄1個點。全井漏取鉆時點數(shù)不超過全井鉆時總點數(shù)的0.5%，不漏取目的層井段鉆時點。鉆井參數(shù)保持相對穩(wěn)定，并記錄造成假鉆時的非地質因素，以便鉆時能更好地反映地層巖性。隨時記錄鉆時突變點，以便及時發(fā)現(xiàn)煤層，卡準煤層深度、厚度。2巖屑錄井巖屑錄井從見基巖開始每2m一包砂樣，從下石盒子組底部開始每1m一包砂樣，其中二1煤層及其頂板10m、底板6m每0.5m一包砂樣。巖屑要嚴格按遲到時間進行撈取，每包砂樣重量不少于500g，全井砂樣實際取樣數(shù)大于應取砂樣總數(shù)的95%，砂樣漏取樣品數(shù)小于應取砂樣總數(shù)的0.5%，二1煤層煤樣不得漏取。原始錄井表填寫要做到重點突出，定名準確，文字簡潔，條理分明，術語統(tǒng)一。巖屑錄井表要現(xiàn)場整理、匯總，填寫內容不得用簡略語。并繪制1:500隨鉆剖面，對地層做出初步的判定和劃分。3簡易水文觀察全井鉆探過程中均應做好簡易水文觀測記錄工作。每次起鉆后、下鉆前測量一次水位（泥漿池液面、井筒液面）；一開至下石盒子組地層每2小時記錄一次鉆井液消耗量；進入山西組地層每1小時記錄一次鉆井液消耗量，不足1小時但大于30分鐘時也應觀察鉆井液消耗量。注意記錄井漏、井涌、漏失量、鉆井液性能等；如遇井