马壁区块复杂结构煤体的煤层气绒囊钻井液研究

为解决马壁区块煤层气钻井漏失、井壁失稳和气侵等成井难题,通过室内对比试验,测定了注3种不同钻井液的煤岩单轴抗压强度,及其封堵煤岩后其承受液压力的大小。试验研究结果表明:注氯化钾溶液、低固相聚合物钻井液可使煤岩强度分别降低19.2%、11.5%,注绒囊钻井流体则能提高38.4%,并且注绒囊钻井流体封堵煤岩后承受液压力达20 MPa以上,注氯化钾溶液和低固相聚合物钻井液,其液压力分别为1.61、8.04 MPa,证明绒囊钻井流体防塌防漏能力强。现场应用结果与室内试验结果一致,煤层气绒囊钻井液满足稳定井壁和防漏堵漏要求,结合增加维护次数、减少单次维护数量的施工工艺,解决了马壁区块煤层气钻井难题。     

煤层气全井欠平衡钻井技术柳林实践

室内研究表明,全井欠平衡钻井流体具有低密度、良好流变性、强抑制性以及较强承压能力。CLY-22井全井段采用欠平衡钻进。二开空气钻进初期添加成核剂钻进,起到润滑钻具作用,保证快速钻进。地层出少量水,循环介质自然形成雾。地层出水量增大,环空自动出现泡沫,携岩性变差。随后,边钻边添加成膜剂、成层剂和定位剂,使循环介质自动转化为绒囊钻井液,顺利完钻,下入φ139.7mm套管,钻井周期比设计周期缩短约7天。     

不同煤储层条件下煤岩微孔结构及其对煤层气开发的启示

在现场宏观观测的基础上,采用显微镜下观测、镜质组反射率测试及低温氮吸附方法,对沁水盆地和淮北煤田不同矿区煤岩的变质变形作用与微孔结构特征进行了深入研究。结果表明：高变质强变形-较强变质煤储层（Ⅰ类）和中变质较强变形煤储层（Ⅲ类）有利于煤层气的富集,不利于煤层气的扩散和渗流;高变质弱变形煤储层（Ⅱ类）和中变质弱变形煤储层（Ⅳ类）较有利于煤层气的富集,也有利于煤层气的渗流;低变质强变形煤储层（V类）有利于煤层气的富集,但不利于煤层气的解吸和渗流。由此,沁水盆地南部及淮北煤田中南部是煤层气勘探开发的有利区域。     

潘庄煤层气区块15号煤储层物性特征研究

煤储层物性特征是影响煤层气开发成效的关键因素,文章基于潘庄煤层气区块地质、煤层气地质及煤层气勘探开发资料,采用煤层气地质理论对该区15号煤储层物性特征进行了研究。结果表明:研究区15号煤储层具有较好的含煤性和含气性,可为煤层气开发提供较好开发对象和气源保障;煤的孔裂隙系统相对发育,煤层渗透性好、渗透率高,有利于煤层气吸附、储集、扩散及渗流; 15号煤储层地层能量普遍较弱,煤储层压力为"欠压"状态,不利于驱动煤层气高效产出;煤中具有良好的吸附储集煤层气空间,煤对煤层气的吸附能力强、吸附量大,但煤层气解吸速率较低。     

大庆徐深气田防漏技术研究与应用

徐深气田是大庆油田天然气的主力产区,但该区块天然气储层埋藏深,处于裂缝破碎带地层,由于地质条件复杂,在钻井过程中常发生钻井液渗漏、恶性漏失、失返性漏失等难题,造成极大经济损失,并且因处理井漏事故而使钻井周期延长。针对这种情况,在对徐深气田地质特征进行分析的基础上,优选出刚性架桥颗粒、柔性填充颗粒、纤维类和吸水膨胀类封堵材料,最终形成一套适用于徐深气田的随钻防漏材料配方。室内评价实验表明,该配方能够抗温150℃,能有效封堵地层致漏裂缝,承压能力在5MPa以上。在3口井的现场应用中,该防漏配方和工程措施相结合,防漏成功率100%,平均缩短钻井周期10d以上,节约了大量钻井液成本。研究结果表明,该技术为预防徐深气田的钻井液漏失提供了技术支撑。     

贵州金佳矿区复杂地层煤层气钻完井工艺研究北大核心

以金佳矿区煤层气井为例,总结煤系地层岩性变化特征及对煤层气井钻完井质量控制的影响,优化钻井施工参数,促进钻井煤层的低伤害及高效化。工程实践表明:金佳矿区煤层气勘查区煤层及顶底板岩性复杂,以砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩为主,煤层及顶底板组合分布可分为5种结构模型;勘查区龙潭组含煤地层适合采取20~30 kN的中低钻压、15~20 L/s的小排量、中高转速钻进,避免钻压过大造成井斜角过大;固井施工的水泥浆密度不易超过1.85 g/cm^(3),避免水泥浆密度过大侵入近井地带造成储层伤害。     

煤层气产能影响因素及开发技术研究

煤储层中气体分子在承压状态下处于吸附—解吸的动态平衡,随着产层打开和压力降低,气体通过解吸、扩散、渗流产出,形成产能。笔者结合生产井数据,分析了渗透率、含气饱和度、临界解吸压力和压裂缝半长对产能的影响。中国煤层具有低压、低渗、低饱和度等特点,致使储层驱动能量不足,在自然条件下气体解吸、渗流困难,所以必须采用有效的开发增产技术。与常规天然气储层相比,煤层气储层更容易受到损害,在进行开发时采取欠平衡钻井、氮气泡沫压裂等储层保护增产技术对于单井产量的提高至关重要。各地区煤储层特征差异显著,在开发时要对不同的开发手段进行适用性与经济性研究。     

钻井完井过程中煤层气储层伤害机理分析与控制措施

本文综述了中国煤层气储层具有低渗透率、低压力、低含水饱和度的特征,提出钻井完井过程中引起储层伤害的主要因素是应力敏感和水锁.为了防止储层伤害,钻进过程中应首先考虑使用空气钻井,其次考虑使用可循环泡沫钻井液和水包油可循环泡沫钻井液体系.对于水平井和定向井,可考虑使用玻璃漂珠钻井液体系,实现近平衡压力钻井.固井时应采用低密度、低滤失量和高强度水泥浆体系.     

煤层气产能影响因素及开发技术研究

煤储层中气体分子在承压状态下处于吸附-解吸的动态平衡,随着产层打开和压力降低,气体通过解吸、扩散、渗流产出,形成产能。笔者结合生产井数据,分析了渗透率、含气饱和度、临界解吸压力和压裂缝半长对产能的影响。中国煤层具有低压、低渗、低饱和度等特点,致使储层驱动能量不足,在自然条件下气体解吸、渗流困难,所以必须采用有效的开发增产技术。与常规天然气储层相比,煤层气储层更容易受到损害,在进行开发时采取欠平衡钻井、氮气泡沫压裂等储层保护增产技术对于单井产量的提高至关重要。各地区煤储层特征差异显著,在开发时要对不同的开发手段进行适用性与经济性研究。     

煤层气钻井储层保护新技术研究

本文分析了我国煤层气勘探开发现状和前景,研究了我国煤层气储层孔隙和裂隙系统特征,分析了煤层气钻井的储层伤害机理。针对煤层气钻井储层保护难点,提出了采用低固相或无固相钻井液、欠平衡钻井技术、屏蔽暂堵技术和加强固相控制等煤层气钻井储层保护技术。     

煤层气赋存特征及其参数井与排采井设计

以勘查区地质特征为基础,分析了煤层埋深、煤层厚度、煤层含气量、甲烷风化带、渗透率、煤体结构等煤层气赋存特征,为参数井与排采井设计提供了设计依据,根据井位部署原则,对参数+排采试验井进行了选位及选型,然后设计了钻井工程,煤层气抽采试验井采用大位移定向套管射孔完井,先进行直井钻井,一开下套管固井、二开钻穿煤层,然后三开进行定向井施工,钻穿煤层30 m完钻,下套管固井,水泥返至地面。并分析了井身结构、井身质量要求、钻井主要设备及钻具组合、钻井液方案及井控技术与煤储层保护要求。研究为煤层气区块的定量化排采提供技术支持。     

纳米材料稳定的微泡沫钻井液降低煤层气储层伤害的实验研究

针对我国煤层气储层低孔低压的特点,笔者提出采用纳米材料暂堵技术与可循环微泡沫钻井液相结合的技术思路。通过泡沫钻井液稳定性评价、钻井液性能参数测试与微观形态观测、煤岩膨胀性测试、煤岩滚动回收率评价、原状煤岩气体渗透率测试等方法,对纳米材料稳定的微泡沫钻井液降低煤层气储层伤害的能力进行了评价。结果表明：纳米材料可以提高泡沫钻井液的稳定性;纳米材料稳定的微泡沫钻井液密度（0.7~1.0 g/cm 3）与黏度指标可控,并且能有效抑制煤岩基质吸水膨胀,可满足低孔低压煤层的钻进要求;纳米材料稳定的微泡沫钻井液可有效封堵低孔低渗煤层,而通过表层切片处理后,煤岩气体渗透率恢复率达72%~96%。综合来看,纳米材料稳定的微泡沫钻井液不仅可以保证煤层稳定,还能降低对煤储层的伤害,适合低孔低压煤层气储层钻进。     

空气钻井技术在柳林煤层气井的应用

空气钻井技术是煤层气高效开发的重要钻井技术,具有循环压耗低、携砂能力强、井眼净化好的特点,同时能有效防止井漏、保护储层、提高机械钻速等,但面临着井壁稳定、水动力条件等复杂的工程和地质难题,在柳林煤层气井施工中,开展了岩层特征、水文地质条件、煤层含水特性、泡沫钻井液设计等研究,针对地层特点,设计了适合空气钻井的配套工艺技术。通过柳林地区7口井的施工,钻井周期缩短50%,储层得到有效保护,直井产气量达到1000 m3/d,水平井产气量达15000 m3/d,初步取得了良好的示范效果,推广应用前景广阔。     

煤层气超低密度固井技术研究与应用

针对煤储层低压、低渗、胶结性差等特点引发的固井难题,通过减轻剂、水泥体系基准配方、低温早强稳定剂、降失水剂和分散剂的实验优选,研发出中空玻璃微珠超低密度水泥浆体系,并研究设计了暂堵型前置液体系,形成了煤层气超低密度固井技术。优选的中空玻璃微珠减轻剂的表面不存在孔洞等毛细孔道,具备很好的耐压和抗剪切性能。超低密度水泥浆体系具有无游离液、浆体稳定、API失水量小（≤45 mL/30 min）、稠化时间可调、低温早强等优异性能。暂堵型前置液体系控制滤失能力强（≤19 mL/30 min）,能有效地封堵住3号煤层岩芯的裂缝和孔隙,与水泥浆相容性良好。应用研发的超低密度固井技术在沁南示范区成功进行了2口井的现场试验,固井水泥浆密度分别为1.15,1.20 g/cm 3 ,固井质量合格率为100%,优质率达到96%以上。     

科右中旗查干楚鲁矿区钻探施工中护壁堵漏的几点体会

介绍了科右中旗查干楚鲁矿区钻进中所采取的护壁堵漏技术措施。根据岩层及孔深情况采用了套管护壁堵漏、冲洗液护壁堵漏、水泥封孔护壁堵漏等,收到了良好的效果。特殊岩层护壁所采取的下飞管护壁安全可靠。羧甲基纤维素钠(CMC)+水解聚丙烯酰胺(PHP)低固相泥浆形成的泥皮致密而坚韧,对孔内坍塌、掉块具有较高的抑制功能。钻杆内灌入水泥浆封孔的方法,可根据需要合理调节水灰比及惰性材料的大小,保证了封孔的效益和质量。各种护壁技术均效果明显,可进行推广使用。     

绳索取心钻进工艺在非金属矿产资源勘探中遇到的问题与对策

在介绍了非金属矿产勘探中钻探常见地层及其成孔特性和绳索取心钻进工艺特点的基础上,分析了绳索取心钻进工艺在非金属矿产勘探中容易出现的粘附卡钻、憋泵卡钻等事故的成因,提出了处理方法;总结了绳索取心钻进软、散地层的冲洗液类型、性能要求、维护管理等方面的经验;着重介绍了SJP水泥浆及其用于钻孔堵漏的灌注工艺方法。     

新安煤田新义井田深部勘查区二1煤煤层气地质特征

基于新义井田深部勘查区煤田地质勘查成果,分析了该区构造和二₁煤层展布特征,研究了二₁煤储层特征、煤层气含量及其分布规律、煤层气赋存条件。研究认为,勘查区二₁煤变质程度高,有利于煤层气的生成;煤储层孔隙度较高、围岩封闭性好,有利于煤层气赋存;煤体结构遭到严重破坏不利于煤层气运移;属正常压力、低渗煤储层。煤层气含量与埋深呈正相关趋势,DF₁断层为煤层气逸散通道。     

准噶尔东南缘中低煤阶煤层气富集规律及成藏模式

准噶尔盆地东南缘煤层气资源丰富但勘探程度相对较低,富集成藏机制和主控因素认识不足,制约了勘探实践。基于对准东南地区煤层气地质条件的精细解剖,揭示了研究区煤层气富集特征及成藏机制。研究发现,准南煤系主要发育在天山山前断褶带,受构造控制明显,东西向断层和背斜密集;煤层层数多且与砂岩叠置发育;煤岩孔径较大,孔隙连通性好,煤层含气量总体上呈现西高东低的特点。在此基础上,建立了准东南地区主要发育急倾斜煤层构造-水力封堵型混合气富集成藏模式,认为“相对的高压的封闭区是煤层气富集和成藏的有利部位”。故在煤层气勘探中应优选埋深适中的“相对构造高点”和平缓的地表水与地下水稳定过渡带,并建议对阜康-大黄山有利目标区开展立体勘探实践。     

天荣矿二2煤储层物性及特征

煤储层物性及特征是煤层气地质理论的重要内容,加强其研究对提高煤层气勘探开发成效至关重要。基于天荣矿地质、煤层气勘探及相关测试等资料,采用地质与煤层气地质理论对该矿二₂煤储层物性及特征进行了研究。结果表明:天荣矿二₂煤层物理性质良好,生烃物质丰富;煤层含煤性、稳定性、可采性好,煤层气含量和纯度高,可为煤层气开发提供良好对象和气源条件;煤变质程度高,煤中裂隙相对发育,但其渗透性整体较差,渗透率分异显著且普遍低下;煤储层能量较强且分异显著,煤储层压力状态为欠压—超压型,并以正常—超压煤储层压力状态为主,有利于煤层气高产富集。