欠平衡钻井技术在保护煤层气储层中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第28卷第3期天然气工业欠平衡钻井技术在保护煤层气储层中的应用*鲜保安蒋卫东杨程富。李拥军。钟雨师。(1．中国石油勘探开发研究院廊坊分院2．中国石油大学·北京3．西南石油大学)鲜保安等．欠平衡钻井技术在保护煤层气储层中的应用．天然气工业，2008，28(3)：59—60．摘要煤层气储层不仅具有低渗、低压特点，还具有对各类伤害的敏感性，从而决定了在煤层气钻完井、开采过程中要坚持采取系统的保护煤层措施。通过直井的油管向另一水平井环空注气实现欠平衡的钻井工艺在

2、FP1—1井中得到成功应用，实现了及时、平稳注气，保护了煤层并维持井壁稳定，优化了单井筒水平井井身结构。为推广欠平衡钻井技术开发煤层气指出了方向。主题词煤层气储集层钻井液欠平衡钻井环空注气水平井应用煤层中天然气大部分(70～95)呈吸附状态颗粒被吸附堵塞在煤层气的孑L隙喉道上，钻井液滤保存在煤的基岩孑L隙内表面上。煤层孑L隙分为基岩液的侵入又有可能发生各类敏感性反应，从而生成孑L隙和裂缝孑L隙，煤中的裂缝称为割理，割理实际就各类不溶性沉淀物。是煤层裂隙和微裂隙。煤层气储存状态决定了煤层2．钻完井流体中

3、固相成分对煤层的伤害气的产出是一个漫长的过程，煤层气的吸附保存方一方面煤层极易污染，特别是受钻井、完井液和式和煤层裂隙的特殊性就决定了煤层气在钻完井、固井水泥浆中固相颗粒的污染；另一方面煤层破碎开采过程中首先要解决保护煤层气储层，以免伤害和高剪切应力造成井眼不稳定。为了保证安全穿过储层，其次要最大限度地扩大解吸范围，才能实现经煤层，其主要措施是提高钻井液、完井液的密度，也济开采煤层气资源。我国煤储层普遍存在低压、低就是增加其固相含量，但这样又容易污染煤层，因而孑L和低渗的特点，地层压力梯度0．8～1．

4、0MPa／1OO实施煤层保护较油气层更困难。钻井液中所含固相m，孔隙度为1～1O，而且大部分孑L隙不能相互颗粒分为粗粒(大于2000tzm)、中粗粒(250～2000连通而成为无效孑L隙]。这些特点也决定了煤层气tzm)、细粒(44～250tzm)、微粒(2～44tzm)和胶体颗开发工程需要对煤层进行保护措施。粒(小于2“m)。钻井液中不同粒径的固体颗粒，特别是其中的微粒和胶体颗粒会沿着煤层的割理和孑L一、煤储层伤害特征分析隙侵入煤层，对煤层气的运移通道产生填充和堵塞。1．正压差对煤储层的伤害在低压煤

5、层中，这种固相颗粒的侵入半径大大增加宏观上由于孑L隙度、渗透率随着地层压力的增并“镶嵌”在孑L隙之中而无法清除，从而造成永久性加而降低，同时煤层裂缝和割理在高围压下闭合，并的伤害。煤层固井后，煤层实际受到双重的伤害，即且是不可恢复的。试验表明，煤经过多次加压——高压差和固相成分对煤层的伤害。另外流体在煤层卸压周期性的试验，测定不同压力下的渗透率，加压中的长期浸泡也会导致煤储层伤害半径增大。使渗透率降低，但卸压时渗透率只能得到一定程度二、煤层气储层应力敏感性及其影响的部分恢复。在过平衡钻井中，钻井液液柱

6、压力大于煤层压力，使作用在井筒附近的纯应力增加，从而1．煤层地应力与渗透率的敏感性引起渗透率降低，完井后渗透率也不可能完全恢复。通过实验测定在压力变化过程中煤层渗透率的在正压差作用下，钻井液中的胶体颗粒和其他细微变化过程，并应用达西定律可计算煤样在不同有效*本文受到中国石油天然气集团公司重点科技工程项目(编号：970209)的资助。作者简介：鲜保安，1966年生，高级工程师，博士；2006年毕业于中国石油大学(北京)并获博士学位；长期从事煤层气钻井完井技术研究及现场试验工作。地址：(065007)河北

7、省廊坊市44号信箱。电话：(010)69213107。E-mail：xbalffy69@pet—rochina．com．cn·59·维普资讯http://www.cqvip.com天然气工业压力下的渗透率。为了更为直观地描述岩心应力敏图中也可以看出压敏效应对产量还是有很大影响感性对气体渗透率的影响，定义无因次渗透率为气的。通过对比渗透率分别为0．3×10。m。、0．6×10。n1。、O体渗透率与岩心初始渗透率的比值，这样可以得到．9×10。。m。的模拟计算结果，可知储集无因次渗透率与有效压力以及嗣压的

8、关系。层原始渗透性越差，由压力下降引起的渗透率下降从图l和冈2可以看出，无冈次渗透率随着围程度就越严重，表现压敏效应对产量的影响越大。压以及有效压力的增加而降低，并且随着有效压力的增加，渗透率的降低幅度是逐渐减弱的，当有效应力增加到一定程度以后，渗透率基本上就不冉减小，两者的曲线趋于平缓。另外还可以明显地看出，煤层气藏的应力敏感性具有明显的不可逆性，即当增l23456I1．5：J芹(MPa)加同压以后，岩心的渗透率降低，随后减少同压，此图3应力敏感·对产