空气潜孔锤在煤层气参数井钻井中的应运

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1、空气潜孔锤在煤层气参数井钻井中的应运何远东高波何高翟开慧苏宁贵州远东兄弟钻探有限公司摘要：煤层气作为一种新型洁净能源和优质化工原料,在我国埋深2000m以浅的煤层气资源量估算3336.81万亿m,到目前已经探明储量达到1700亿m,累计施工煤层气井3600多口。2009年累计抽采煤3层气64.5亿m，市场潜力具大。但由于我国煤田地质构造复杂，煤层气赋存条件差，普遍存在低储层压力低渗透低饱和度，常规平衡钻井方法易发生井漏、井塌、蹩钻、跳钻现象，而且对地层破坏严重，尤其是对参数井影响更大，对测井质量和后期采气开发工作影响较大。贵州黔北煤田遵义区块某预探井，作为贵州黔北煤

2、田第一口参数井，为确保取全、取准有关资料，我们使用空气潜孔锤钻井工艺对该井进行钻探施工，较好地解决了以上的问题，使钻井质量和钻探效率都有明显提高。关键词：煤层气，参数井，空气潜孔锤钻井，钻井质量，钻探效率，关键技术1、贵州黔北煤田某井地层情况及钻井质量要求1.1矿区地层勘查区内出露地层由老至新依次有中二叠统茅口组(P2m)、上二叠统龙潭组一段(P3l1)、二段(P3l2)和三段(P3l3)、上二叠统长兴组(P3c)、下三叠统夜郎组沙堡湾段(T1y1)、玉龙山段（T1y2）和九级滩段（T1y3）、下三叠统茅草铺组(T1m)、中三叠统松子坎组(T2s)、第四系(Q)。1

3、.2矿区地层岩性及水文情况自上而下钻遇地层为:第四系:坡积、残积、洪积和崩积物，主要分布在长兴组及龙潭组地层之上以及河谷两侧，厚度一般小于10m，含孔隙水。茅草铺组（T1m）：为碳酸盐岩沉积。岩性灰至深灰色，薄至厚层状石灰岩，以中厚层状为主，见落水洞、溶斗。底部为薄层泥质岩，与下伏九级滩段呈整合接触。夜郎组（T1y）：为滨海-亚浅海台地相碳酸盐与粘土沉积，主要由浅海相灰岩，泥岩，砂质泥岩及粉砂质泥岩组成。按岩性、岩石组合与化石不同由下而上分为沙堡湾段,为相对隔水层;玉龙山段为中等含水层;九级滩段为相对隔水层。长兴组（P3c）：岩性以深灰色中至厚层状含燧石泥晶灰岩为主

4、。产丰富的腕足类动物化石；下部夹泥岩薄层。为中等含水层。龙潭组（P3l）：勘查区含煤地层为二叠系上统龙潭组,由一套海陆交互相沉积岩组成。由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩、硫铁矿粘土岩、煤、灰岩及白云岩等组成。该层为煤矿含煤地层，也是本次采气的主要对象。Page1茅口组（P2m）：为一套浅海相浅灰～灰白色厚层～块状灰岩，岩溶裂隙发育强含水层。1.3工程设计及质量要求1.3.1钻井设计井别：预探井井型：直井设计井深：710米，实际加深到748米.井身可采用二开或三开完井，完井井眼直径大于Φ215.9mm，完井套管Φ139.7mm。钻探目的:1、取全

5、取准煤系地层各项地质资料；2、评价煤层气可采性。完钻原则:钻开茅口组灰岩以下5m。完钻方法：套管完井。1.3.2质量要求井眼质量要求如下表:井斜、水平位移数据要求井斜(o)全角变化率井段m井径扩大率%水平位移m测斜间距/m(o)/25m)0~500≤3≤15≤20≤1.2525500~井底≤3≤15≤20≤1.2525钻井液要求:钻井液密度按原始地层压力系数设计，钻井液密度附加值在0.03~0.05之间,必须是水基钻井液。钻井过程中根据井下情况合理调整钻井液密度，做到近平衡钻进。全井不允许有含荧光的处理剂,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。具体性

6、能要求如下表:Page2钻井液性能表井深钻井液常规性能流变性能低密密度粘度滤失量含砂量静切力/Pa塑性动切K值度固层位m类型n值粘度力相含g/cm3smL%10s10minPa.snmPa.sPa量(%)预水化1.05茅草铺200膨润土∫40-60组钻井液1.08低固相1.03夜郎组536聚合物∫30-4010-6＜0.30-21-36-92-40.4-0.60.1-0.2＜4钻井液1.05低固相1.03长兴组602聚合物∫30-406-5＜0.31-32-56-92-40.4-0.60.1-0.2＜5钻井液1.08低固相1.05茅口组710聚合物∫30-40＜5＜

7、0.31-32-56-103-50.4-0.60.1-0.2＜5钻井液1.082、钻井存在的主要难题及原因分析从矿区地层、岩性及简易水文资料可以看出，矿区上部为三叠系茅草铺组的灰岩，该层溶洞、裂隙发育，涌水、漏失严重，护壁、堵漏困难,如织纳煤田施工的某井,在茅草铺地层中钻进120米,漏失钻井液155立方。钻进过程中蹩钻、跳钻现象严重，钻进难度较大。夜郎组玉龙山段为中等含水层，该层钻进中会出现漏失或涌水现象，长兴组的含燧石泥晶灰岩较致密、坚硬，可钻性级别六级左右，使用牙轮钻头或PDC钻头钻进容易出现“打滑”现象。井眼质量要求：设计井深710米，0—500米之间，5