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      淺論煤層氣參數(shù)井鉆探技術(shù)

      2012-12-28 14:06:40
      關(guān)鍵詞:煤田煤層氣鉆桿

      王 博

      (新疆維吾爾自治區(qū)煤層氣測(cè)試中心,新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830000)

      改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,對(duì)能源的需求量也日漸增多。能源問(wèn)題一直是我國(guó)關(guān)注的重大問(wèn)題,隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展觀的實(shí)施與貫徹以來(lái),清潔能源的開(kāi)發(fā)和利用一直備受關(guān)注。近年來(lái),煤層氣作為一種清潔能源,逐漸引起了人們的興趣。隨著煤氣層的勘探與開(kāi)采力度的逐漸加大,對(duì)開(kāi)展煤層氣鉆井技術(shù)的要求越來(lái)越高,因此研究煤氣層鉆探技術(shù)對(duì)加快煤層氣的開(kāi)發(fā)具有重大意義。

      參數(shù)井的鉆探能夠幫助人們進(jìn)一步了解當(dāng)?shù)孛簩託獾膬?chǔ)量與分布狀況,為確立開(kāi)采方案提供依據(jù),對(duì)煤層氣的順利開(kāi)采起到了重要的作用。 新疆準(zhǔn)南煤田煤層氣資源豐富 , 本文將以新疆準(zhǔn)南煤田煤層氣參數(shù)井的鉆探過(guò)程為例,對(duì)鉆探技術(shù)進(jìn)行了探討。

      一、新疆準(zhǔn)南煤田煤層氣參數(shù)井鉆探技術(shù)

      據(jù)悉,新疆煤層氣資源量已達(dá)九點(diǎn)五萬(wàn)億立方米,天然氣資源量達(dá)十點(diǎn)八萬(wàn)億立方米。據(jù)了解,目前大部分的煤層氣資源因無(wú)法采集而被浪費(fèi)。新疆每年約開(kāi)采四千萬(wàn)噸以上的煤炭,約有上億立方米的煤層氣流失到空氣中,僅2007年全疆各類煤礦自然排放到大氣中的煤層氣共約一點(diǎn)八億立方米,其中為降低煤井瓦斯?jié)舛缺阌诿旱V開(kāi)采而人工抽放的煤層氣,就達(dá)到一千五百萬(wàn)立方米。新疆煤田地質(zhì)局稱,該局在煤層氣勘查開(kāi)發(fā)方面去年取得了突破性進(jìn)展,其所屬的一五六煤田地質(zhì)勘探隊(duì)去年在阜康市施工的“阜試一井”去年底開(kāi)始產(chǎn)氣,各項(xiàng)指標(biāo)反應(yīng)良好,日產(chǎn)氣量在兩千立方米左右。由于開(kāi)采技術(shù)不斷獲得突破,煤層氣等接續(xù)資源正在受到普遍關(guān)注。新疆明確提出,到明年將新增探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量四百億立方米,產(chǎn)量達(dá)到四億立方米。

      準(zhǔn)南煤田參數(shù)井鉆進(jìn)的要求

      煤層氣進(jìn)行開(kāi)采的整個(gè)過(guò)程中,在已經(jīng)確定了煤層氣的具體開(kāi)采位置、但還未制定進(jìn)一步具體的開(kāi)采計(jì)劃之前,為了深入了解新疆當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、地層層序、巖相特征等一系列狀況,必須利用煤層氣參數(shù)井對(duì)新疆當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘探,了解煤層的深度、大體結(jié)構(gòu)、總體厚度、煤的大致特點(diǎn)、儲(chǔ)層的壓力大小、含氣量及飽和度與等溫吸附特征等一系列的參數(shù),為準(zhǔn)確判斷煤層氣的預(yù)計(jì)開(kāi)采價(jià)值以及開(kāi)展后期的鉆探計(jì)劃大量的提供科學(xué)的依據(jù)。

      由于煤層氣地層的巖性差異大,透水性強(qiáng),導(dǎo)致鉆探效率不是特別理想,因此選擇適合新疆本地的設(shè)備和鉆探工藝對(duì)提高鉆探效率非常重要。新疆準(zhǔn)南煤田的煤層厚度比較大且層數(shù)多,巖石的硬度分布在 Ⅱ~ Ⅴ,地層產(chǎn)形狀較陡峭,大概在45°~80°之間針對(duì)新疆本地的地質(zhì)特點(diǎn),我們對(duì)參數(shù)井鉆探設(shè)備選型及施工工藝作了研究,取得了一定成果。

      為了確保鉆井的質(zhì)量,在參數(shù)井進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí),要盡量將鉆井的水平方向位移控制在20m之內(nèi),且井斜最好不超過(guò)3°;為了保證結(jié)果具有代表性,我們要求煤心的采取率不低于95%、保持巖煤的采取率在85%以上,采樣的直徑要始終在60mm左右;除此之外,為了保證煤層氣在采樣時(shí)不發(fā)生大的逸散而對(duì)采樣結(jié)果的準(zhǔn)確度造成影響,煤心從割心開(kāi)始到提出參數(shù)井井口的這一過(guò)程中,要求每百米的上升速度在2min以內(nèi)。

      在設(shè)備鉆進(jìn)的過(guò)程中,為了保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)泥漿凈化裝置,提高鉆進(jìn)的速度,我們可以加入一些沖洗液來(lái)改善泥漿的流動(dòng)性能。設(shè)立專門的管理人員對(duì)泥漿進(jìn)行管理,并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其性能進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與調(diào)整,確保沖洗液的特性能夠隨時(shí)滿足鉆進(jìn)的需要。

      二、參數(shù)井鉆進(jìn)的操作過(guò)程

      1 下鉆操作

      在進(jìn)行下鉆操作之前,應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆井進(jìn)行一次試通探明井內(nèi)狀況,在確保井內(nèi)沒(méi)有雜物的情況下,嚴(yán)格控制速度下放鉆機(jī),盡量避免水眼發(fā)生堵塞的情形。如果在鉆進(jìn)時(shí)遇到了阻礙,應(yīng)該通過(guò)沖洗來(lái)減少劃眼的數(shù)量。當(dāng)工具下放到距離井底3—5m的地方時(shí)應(yīng)循環(huán)鉆井液。

      2 鉆進(jìn)操作

      因?yàn)樵谙裸@以后的鉆進(jìn)的過(guò)程中不能對(duì)鉆井液進(jìn)行調(diào)整,為了避免在鉆進(jìn)的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,所以在鉆進(jìn)之前需要預(yù)先調(diào)整好所有設(shè)備的轉(zhuǎn)速,控制好排量并檢查看各項(xiàng)設(shè)備的工作狀況是否處于正常狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí),保持送鉆均勻的速度至關(guān)重要,不能發(fā)生中途停泵或提升方鉆桿的情況。一旦鉆進(jìn)的進(jìn)尺變快,就要及時(shí)撈取巖心并且控制進(jìn)尺在0.2—0.3m之內(nèi)。

      3 割心操作

      鉆進(jìn)達(dá)到事先預(yù)定的深度后,就應(yīng)該馬上停泵回轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行割心,上提鉆具時(shí)做到盡量快速與麻利。碰到地層較硬或者煤層發(fā)生夾矸的情況,可以選擇適當(dāng)?shù)哪バ暮笤俑钚摹?/p>

      4 提心操作

      在檢查相應(yīng)的設(shè)備并確保設(shè)備能夠順利通過(guò)內(nèi)筒之后,才能進(jìn)行提心操作。上提設(shè)備時(shí),初期的上提速度可以相對(duì)慢些,在確保內(nèi)筒進(jìn)入鉆桿之后再適當(dāng)加快設(shè)備的提升速度。在確保采樣的質(zhì)量的同時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能的縮短裝罐煤心上提與所用的時(shí)間。

      三、參數(shù)井鉆進(jìn)時(shí)的注意事項(xiàng)

      1 鉆進(jìn)過(guò)程的注意事項(xiàng)

      在鉆進(jìn)過(guò)程的初始階段,需要嚴(yán)格按照規(guī)定流程保證鉆塔的安全,注意保持鉆機(jī)的中心、鉆桿與井口在一條直線上,時(shí)刻關(guān)注鉆機(jī)所處的位置,使鉆機(jī)一直處于水平狀態(tài)并將井斜控制在最小范圍內(nèi)。盡量輕壓慢轉(zhuǎn),嚴(yán)格控制鉆進(jìn)的速度使偏眼或下部套管甩脫的現(xiàn)象少發(fā)生或者不發(fā)生。

      2 取心過(guò)程的注意事項(xiàng)

      如果參數(shù)井井底的巖屑過(guò)多,勢(shì)必會(huì)影響取心過(guò)程,甚至帶來(lái)嚴(yán)重的后果。因此,在進(jìn)行取心的過(guò)程中,需要時(shí)刻保證井內(nèi)清潔,確保鉆進(jìn)過(guò)程中遇到的大塊殘?jiān)虻袈湮锬軌蚣皶r(shí)排除。同時(shí)要維持泥漿的性能穩(wěn)定,對(duì)沖洗液高度重視并加以控制,根據(jù)不同的鉆進(jìn)環(huán)境在實(shí)際情況中調(diào)節(jié)沖洗液的成分。如果井底巖屑量太多,對(duì)正常取心作業(yè)的進(jìn)行造成威脅時(shí),則應(yīng)迅速停止投放內(nèi)管,清除干凈井底的巖屑再繼續(xù)進(jìn)行取心操作。反復(fù)核對(duì)取心外管與內(nèi)管之間的間隙,準(zhǔn)備工作做足后再投放內(nèi)管,并確保鉆具均能夠順利的通過(guò)內(nèi)管。

      結(jié)語(yǔ)

      煤層氣鉆探施工技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求與較高的鉆井效率,首先要研究含煤地層的地質(zhì)構(gòu)造、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)等一系列的地理特征,同時(shí)要根據(jù)煤層氣測(cè)試設(shè)備的工作特點(diǎn),針對(duì)新疆準(zhǔn)南煤田的地質(zhì)特點(diǎn)制定出合理鉆探工藝,在技術(shù)上做好各項(xiàng)準(zhǔn)備,提高煤層氣勘查鉆探技術(shù),從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

      [1]何寶林,李炎生.提高鉆探巖芯采取率的幾點(diǎn)建議[J].江西煤炭科技,2008 (4).

      [2]馬沈岐,汪蕓.煤礦瓦斯地質(zhì)鉆探用鉆桿工作機(jī)理探討[J].探礦工程,2008 (9).

      [3]林樣.我國(guó)煤田鉆探技術(shù)的研究進(jìn)展[J].煤田地質(zhì)與勘探,1995 (3).

      [4]孫明俠等.淺談煤田地質(zhì)勘探鉆探技術(shù)發(fā)展[J].民營(yíng)科技,2007 (3):129.

      [5]徐躍軍. 煤層氣參數(shù)井鉆探技術(shù)探討[J].新疆有色金屬,2010 (5).

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