煤层气参数井设计方案

煤层气参数井设计方案3煤层气参数井方案3.1目的与任务1主要目的（1）取全取准各项地质资料，评价东升煤田煤层的煤厚、煤质、盖层及含气性。（2） 了解工业产能，进一步评价煤层气勘探前景，为试采和开发试验提供地质数据。本区煤层气勘探基础资料较少，因此在开展煤层气钻探的同时，必须进行钻探动态跟踪分析和综合研究，深化认识。2主要任务获取东升煤田煤层气可靠的评价参数，主要项目包括：煤层厚度、埋深、煤岩、煤质、割理和裂隙发育程度、煤体结构、等温吸附/解吸特征、含气量、含气饱和度、储层压力、煤层顶底板岩性、岩石节理/裂隙、结构/构造、成分、岩石力学性质、单井产气量等参数。3.2井位部署1井位部署原则（1）煤田勘探程度高，地层、构造、煤层厚度、地层倾角比较清楚。（2）煤层发育，单层厚度大，可采总厚度较大。（3） 煤层气含量较高且稳定性较好，其附近构造相对简单或拉张应力场（如向斜翼部和正断层附近等）部位。（4） 煤的渗透性较好，煤层以原生结构、碎裂煤为主，裂隙（煤层割理）较发育，避开构造复杂区和构造煤（碎粒煤、糜粒煤）发育地段。（5） 目标煤层为矿区主要可采煤层，且埋深300~1000m，并避开采空区。（6）煤层气含量面积大，资源量较大、资源丰度较高。（7）地形相对平缓、交通方便、施工条件相对较好等。按上述条件，可优先考虑在东升井田东部施工1口煤层气参数井，目的层为七2、六2、、四2、二1煤。东升井田参数井井位部署见图3.1和表3.1六2-300 DS参-01..-123.65 七2煤层采区回风下山 四2-500 七2煤层采区进风下山 七2煤层上下山保护煤柱线 图3.1东升井田地面井位置示意图表3.1东升井田地面井参数井名DS参X377145Y384260H设计一开深度50设计井深+260960939-013.3井身结构设计井型为垂直井井型。采用二开的井身结构方案：一开采用311.1mm钻头，钻穿基岩风化带20米后，下入244.5mm表层套管，封固地表疏松层，砾石层，建立井口，注水泥全封固；二开采用215.9mm钻头，钻至二1煤层底板以下60米完钻，下入139.7mm生产套管，注水泥封固至地面，加固井身，延长地面井瓦斯抽采时间。图3.2DS参-001井井身结构示意图表3.2东升煤层气参数井井身结构设计套管钻头井套管下套管层尺寸水泥返深尺寸深深（m）序（mm（mm）（m）（m））表层套311.150244.5地面管生产套215.9960139.7地面管备注具体井深和套管下入深度按井身结构原则而定。3.4取芯设计表3.3DS参-001井取芯设计预计深度设计进尺煤层取心要求岩性收获率（%）（m） （m）煤层及其顶煤层及砂煤层大于449-46011七2煤底板泥岩70%，六2煤568-57012煤层及其顶煤层及砂砂泥岩大底板泥岩于80%煤层及其顶煤层及砂底板泥岩四2煤763-77512二110煤层及其顶煤层及砂底板泥岩机动合计5见明显气显示取心砂岩50取芯要求：（1）尽可能在钻遇煤层顶以上5m开始密闭取心，取至底板岩心。（2） 严格按二开钻井液设计要求，采用低密度无固相钻井液取心，减少对煤层伤害，保证煤心质量。（3） 非煤层岩心直径不小于60mm，单筒收获率不低于75%，平均收获率不低于80%，对岩心要进行全面细致的描述，砂岩和裂缝段进行清水浸泡试验。（4） 煤层段要求采用半合式取心内筒密闭取心，煤心直径不小于60mm，单筒收获率不低于65%，平均收获率不低于70%，从割心到取心内筒离开井口时间不超过20min，从取心内筒离开井口到煤心装入解吸罐的时间不超过10min。解吸之后要求对煤层从宏观到微观解吸详细描述。（5） 非煤层段发现明显气显示，立即取心，不受设计取心进尺、井段限制。（6）单筒取心进尺由现场甲方监督或地质技术员确定。3.5样品采集与分析测试煤瓦斯样的采集一般每1m采集1个解吸样，每2m采集一个吸附样。根据该井的煤层厚度预测，其主要煤层的样品测试项目如下：每1m煤岩岩心至少采集2块样品进行煤岩全分析和专项分析。煤层顶底板岩心要求各采集4-5块样品，进行常规物性分析。其它具有常规油气显示的储层砂岩岩心每层进行4-5个样品的常规物性分析。1煤岩全分析项目含气量（部分作残余气）、气体组份、煤岩割理定量统计及割理孔隙描述、甲烷碳同位素、镜质体反射率、煤岩显微组份（包括镜质组、壳质组、惰质组、粘土、硫化物、碳酸盐岩等项目）、灰分、挥发分、水分、真密度2煤岩专项分析项目视密度、吸附等温线、煤岩孔隙度、比表面、扫描电镜3泥页岩分析项目突破压力、比表面注：①取芯井按此要求;②岩心样品由承担化验分析的单位及时到现场观察，亲自取样。3.6试井试井是认识气藏、进行气藏评价和生产动态监测，以及评估完井效率的重要手段。煤层气井注入/压降试井的目的旨在取得煤层的渗透率、储层压力等各项储层参数，为煤层气井生产潜能评价和开发实验提供可靠的参数依据。东升DS参-01井试井主要获得煤层渗透率、储层压力、研究半径、表皮系数、压力梯度和储层温度等参数。原地应力测试主要获得原地应力、破裂压力、破裂压力梯度、闭合压力、闭合压力梯度等参数4工程技术要求4.1设计总体原则相关设计总体上符合以下标准中的相关要求。（1）煤的高压等温吸附试验方法容量法》（GB/T19560-2021）； （2）《煤层气含量测定方法》（GB/T19559-2021）； （3）《煤层气钻井作业规程》；（4）《煤层气测井作业规程》；（5）《煤层气地质录井作业规程》；（6）《煤层气井注入/压降试井技术规范》；（7）《煤层气井压裂技术规程》；（8）《煤层气井排采工程技术规范》；4.2钻井（1）完钻井深：钻至完钻要求井深，以转盘面至井底，校核钻具实长的钻井深度。（2）全角变化率、井斜及水平位移符合规定。（3） 钻井过程中以单点测斜监测照片为准，胶片随原始资料上交保存。（4） 交井以完钻电测连续测斜资料为准，测斜间距W50m，特殊情况要加密，最后一测点距离井底小于10m。（5） 测斜数据采用计算机进行处理，采用平均角法或曲率半径法。（6） 井径扩大率：一般地层要求井径扩大率<20%，煤层井段井径扩大率W30%。煤层气井钻井工程相关质量要求标准见表4.1~4.2表所示。表4.1井身质量要求井径扩大率％最大全角变最大水平位井斜井段m全煤层化率移/°o/25m/m井段<500500-1000<1.2<1.3<2<2.5<10<202030表4.2井身结构表开钻次序钻头尺寸（mm）套管尺寸（mm）水泥返深（m）311.1一开244.5（表套）地面215.9139.7二开地面注：（1）一开完钻原则：钻穿新近系，进入古生界地层20m，确保二开以后安全钻进。预计一开井深200m左右。（2）139.7mm气层套管下深视实际完钻井深待完井讨论定。表4.3钻时录井质量验收评级标准级 别基本不合优良合格项目合格格漏取点率（%）段录井内容4.3钻井液1主要性能要求程取心段非取心0<0.3符合规程0<0.5符合规程0<0.6符合规达不到合格（1）相对密度，根据邻井实钻数据，确保近平衡钻进不损坏煤层作为调整钻井液密度的依据。钻井液相对密度附加值在0.05-0.10之间。（2） 严格控制失水，提高滤饼质量，防止井壁垮塌。失水<5ml,泥饼<1mm.（3） 钻井液流变性在考虑有效携带岩屑的前提下，尽可能充分发挥水功率的作用。漏斗粘度在40~50Pa?s之间。2一开钻井液要求（1） 钻井液体系：水基钻井液，混浆钻进。（2） 性能：以防垮、防漏为主，可根据现场实际情况进行调整相对密度和粘度。3二开钻井液要求（1） 二开开始至进入目的层（取心段）以前钻井液以防垮、防漏、防水涌为主，可根据现场实际情况由甲方监督进行调整相对密度和粘度。（2） 进入目的层（取心段）至完钻井深要严格控制钻井液密度和固相含量，切实做到煤层不受污染。（3） 遇严重垮塌、井漏等特殊情况，甲方工程监督可根据实际情况调整钻井液性能。（4）为保证地质录井油气显示的准确性，严禁在全井段钻井液中使用含有荧光的处理剂。4防止煤层损害的要求（1） 建立健全煤层保护监督管理体系，对全体施工人员进行保护煤层教育，保证各项措施的实施。（2） 严格执行钻井液设计，从进入目的层开始采用无固相低密度钻井液钻进直至完井。（3）管好用好固控设备，确保煤层井段不受钻井液固相污染。（4）目的层段钻井液中不允许加入高聚物处理剂和不溶性无机物。（5）当煤层压力梯度当量密度超过钻井液密度时，只允许加入可溶性无机物加重。4.4录井1钻时录井非煤系地层每1m~2m记录1个点；煤系地层0.5m~1m记录一个点；目的层井段0.1m记录1个点。全井漏取钻时点数不超过全井钻时总点数的0.5%，不漏取目的层井段钻时点。钻井参数保持相对稳定，并记录造成假钻时的非地质因素，以便钻时能更好地反映地层岩性。随时记录钻时突变点，以便及时发现煤层，卡准煤层深度、厚度。2岩屑录井岩屑录井从见基岩开始每2m一包砂样，从下石盒子组底部开始每1m一包砂样，其中二1煤层及其顶板10m、底板6m每0.5m一包砂样。岩屑要严格按迟到时间进行捞取，每包砂样重量不少于500g，全井砂样实际取样数大于应取砂样总数的95%，砂样漏取样品数小于应取砂样总数的0.5%，二1煤层煤样不得漏取。原始录井表填写要做到重点突出，定名准确，文字简洁，条理分明，术语统一。岩屑录井表要现场整理、汇总，填写内容不得用简略语。并绘制1:500随钻剖面，对地层做出初步的判定和划分。3简易水文观察全井钻探过程中均应做好简易水文观测记录工作。每次起钻后、下钻前测量一次水位（泥浆池液面、井筒液面）；一开至下石盒子组地层每2小时记录一次钻井液消耗量；进入山西组地层每1小时记录一次钻井液消耗量，不足1小时但大于30分钟时也应观察钻井液消耗量。注意记录井漏、井涌、漏失量、钻井液性能等；如遇井