煤层气钻井对储层伤害机理分析.pdfVIP

总第 129期 doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．07．035 煤层 气钻井对储层 的伤害机理分析 周一帆 ，王德利 ，刘 力。 (1．新疆煤 田地质局 156队，新疆 乌鲁木齐 830009；2．新疆煤 田地质局 161队，新疆 乌鲁木齐 830009： 3．中国地质大学 工程学院，湖北 武汉 430074) 摘 要：加快煤层气的勘探与开发对我国改善能耗结构，缓和能源紧张状况，减少环境污染，保障煤矿井下 安全都具有重大意义。由于煤储层有其 自身的特点 ，在勘探过程中比常规油气层更容易受到伤害 ，文章在 介绍了煤储层及煤层气井的特点基础上，分析了钻井过程中钻井液和钻井压力对储层的伤害机理 ，并指出 了钻井过程中应注意的问题。 关键词：煤层气；储层；煤层气钻井 中图分类号：P618．11 文献标识码 ：B 文章编号：1005—2798(2010)07—0087—02 煤层气 (Coalbed—Methane)是在煤层 中自生 自 吸。当井内压力降至解吸压力以下时，气体便从煤 储的一种非常规天然气 ¨，以吸附或储集方式存在 体内表面解吸出来 ，并随着层 内流体 由压力高的区 于煤层孔隙与裂缝 中。我 国的煤层气资源十分丰 域向压力低的区域渗流和聚集，最后达到可供工业 富，预测全 国有 39个含煤盆地、67个聚煤单元， 性开采的气量 。 20001TI以浅 的煤层气资源量约为 22．5×10 m 。 4) 储层的特性不同。煤层割理发育，易受压 加快煤层气的勘探与开发，对于改善能耗结构，缓和 缩 ，非均质性强，机械强度低 ，力学稳定性差，在外力 能源紧张状况，减少环境污染，保障煤矿井下安全都 作用下极易破碎。该特点在钻井上极易引起煤层的 具有重大意义 。 坍塌、破碎 ，导致井径扩大。 与天然气储层不同，煤储层具有双重功能，煤层 5) 存储 的空间不同。煤储层是具有基质孔 既是 甲烷气的生气层又是储集层，而煤层的渗透性 隙与裂缝孑L隙特征的双孔隙系统，渗透率小于 1× 低 ，孔隙压力低 ，钻井和完井过程 中煤层极易受到伤 l0～ m (远远小于油气储集层砂岩的渗透率)，储 害，而且受到伤害后很难消除。因此决定 了煤储层 层孔隙压力一般低于静水压力。 比常规油气层更容易受到损害。 2 钻井过程中对储层伤害机理分析 l 煤储层及煤层气井的特点 2．1 钻井液对储层的伤害分析 与常规天然气储层不同，煤层埋藏浅，一般在 在钻进煤层时一方面为了解决煤层破坏和高剪 300～1500m之间，井底温度及压力低 ，远远小于油 切应力造成的井眼不稳定问题，要提高钻井液、完井 气井的井底温度与压力。与常规油气储层相 比，煤 液 的密度 ，也就是增加其 固相含量 ；但另一方面由于 储层与煤层气井具有 以下特点： 煤层极易污染 ，特别是受钻井液 、完井液和固井水泥 1) 存在状态不 同。煤层气主要呈吸附状态 浆中固相颗粒的污染 ，导致地层压力、渗透率测试的 存在于基岩孔 隙的内表面上 (70％～95％ )，只有 不准确，表皮系数大，后期处理相当困难。解决钻井 少量以游离状态 (10％ ～20％ )或溶解状态存在于 液对煤层的污染、伤害问题一直是困扰煤层气钻井 煤层的孔隙与裂缝 中，其储集方式与 以游离态为主