王 博

(新疆維吾爾自治區(qū)煤層氣測(cè)試中心,新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830000)

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，對(duì)能源的需求量也日漸增多。能源問題一直是我國關(guān)注的重大問題，隨著我國可持續(xù)發(fā)展觀的實(shí)施與貫徹以來，清潔能源的開發(fā)和利用一直備受關(guān)注。近年來，煤層氣作為一種清潔能源，逐漸引起了人們的興趣。隨著煤氣層的勘探與開采力度的逐漸加大，對(duì)開展煤層氣鉆井技術(shù)的要求越來越高，因此研究煤氣層鉆探技術(shù)對(duì)加快煤層氣的開發(fā)具有重大意義。

參數(shù)井的鉆探能夠幫助人們進(jìn)一步了解當(dāng)?shù)孛簩託獾膬?chǔ)量與分布狀況，為確立開采方案提供依據(jù)，對(duì)煤層氣的順利開采起到了重要的作用。 新疆準(zhǔn)南煤田煤層氣資源豐富 , 本文將以新疆準(zhǔn)南煤田煤層氣參數(shù)井的鉆探過程為例，對(duì)鉆探技術(shù)進(jìn)行了探討。

一、新疆準(zhǔn)南煤田煤層氣參數(shù)井鉆探技術(shù)

據(jù)悉，新疆煤層氣資源量已達(dá)九點(diǎn)五萬億立方米，天然氣資源量達(dá)十點(diǎn)八萬億立方米。據(jù)了解，目前大部分的煤層氣資源因無法采集而被浪費(fèi)。新疆每年約開采四千萬噸以上的煤炭，約有上億立方米的煤層氣流失到空氣中，僅2007年全疆各類煤礦自然排放到大氣中的煤層氣共約一點(diǎn)八億立方米，其中為降低煤井瓦斯?jié)舛缺阌诿旱V開采而人工抽放的煤層氣，就達(dá)到一千五百萬立方米。新疆煤田地質(zhì)局稱，該局在煤層氣勘查開發(fā)方面去年取得了突破性進(jìn)展，其所屬的一五六煤田地質(zhì)勘探隊(duì)去年在阜康市施工的“阜試一井”去年底開始產(chǎn)氣，各項(xiàng)指標(biāo)反應(yīng)良好，日產(chǎn)氣量在兩千立方米左右。由于開采技術(shù)不斷獲得突破，煤層氣等接續(xù)資源正在受到普遍關(guān)注。新疆明確提出，到明年將新增探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量四百億立方米，產(chǎn)量達(dá)到四億立方米。

準(zhǔn)南煤田參數(shù)井鉆進(jìn)的要求

煤層氣進(jìn)行開采的整個(gè)過程中，在已經(jīng)確定了煤層氣的具體開采位置、但還未制定進(jìn)一步具體的開采計(jì)劃之前，為了深入了解新疆當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、地層層序、巖相特征等一系列狀況，必須利用煤層氣參數(shù)井對(duì)新疆當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘探，了解煤層的深度、大體結(jié)構(gòu)、總體厚度、煤的大致特點(diǎn)、儲(chǔ)層的壓力大小、含氣量及飽和度與等溫吸附特征等一系列的參數(shù)，為準(zhǔn)確判斷煤層氣的預(yù)計(jì)開采價(jià)值以及開展后期的鉆探計(jì)劃大量的提供科學(xué)的依據(jù)。

由于煤層氣地層的巖性差異大，透水性強(qiáng)，導(dǎo)致鉆探效率不是特別理想，因此選擇適合新疆本地的設(shè)備和鉆探工藝對(duì)提高鉆探效率非常重要。新疆準(zhǔn)南煤田的煤層厚度比較大且層數(shù)多，巖石的硬度分布在 Ⅱ～ Ⅴ，地層產(chǎn)形狀較陡峭，大概在45°～80°之間針對(duì)新疆本地的地質(zhì)特點(diǎn)，我們對(duì)參數(shù)井鉆探設(shè)備選型及施工工藝作了研究，取得了一定成果。

為了確保鉆井的質(zhì)量，在參數(shù)井進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，要盡量將鉆井的水平方向位移控制在20m之內(nèi)，且井斜最好不超過3°;為了保證結(jié)果具有代表性，我們要求煤心的采取率不低于95%、保持巖煤的采取率在85%以上，采樣的直徑要始終在60mm左右；除此之外，為了保證煤層氣在采樣時(shí)不發(fā)生大的逸散而對(duì)采樣結(jié)果的準(zhǔn)確度造成影響，煤心從割心開始到提出參數(shù)井井口的這一過程中，要求每百米的上升速度在2min以內(nèi)。

在設(shè)備鉆進(jìn)的過程中，為了保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)泥漿凈化裝置，提高鉆進(jìn)的速度，我們可以加入一些沖洗液來改善泥漿的流動(dòng)性能。設(shè)立專門的管理人員對(duì)泥漿進(jìn)行管理，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其性能進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與調(diào)整，確保沖洗液的特性能夠隨時(shí)滿足鉆進(jìn)的需要。

二、參數(shù)井鉆進(jìn)的操作過程

1 下鉆操作

在進(jìn)行下鉆操作之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆井進(jìn)行一次試通探明井內(nèi)狀況，在確保井內(nèi)沒有雜物的情況下，嚴(yán)格控制速度下放鉆機(jī)，盡量避免水眼發(fā)生堵塞的情形。如果在鉆進(jìn)時(shí)遇到了阻礙，應(yīng)該通過沖洗來減少劃眼的數(shù)量。當(dāng)工具下放到距離井底3—5m的地方時(shí)應(yīng)循環(huán)鉆井液。

2 鉆進(jìn)操作

因?yàn)樵谙裸@以后的鉆進(jìn)的過程中不能對(duì)鉆井液進(jìn)行調(diào)整，為了避免在鉆進(jìn)的過程中出現(xiàn)問題，所以在鉆進(jìn)之前需要預(yù)先調(diào)整好所有設(shè)備的轉(zhuǎn)速，控制好排量并檢查看各項(xiàng)設(shè)備的工作狀況是否處于正常狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，保持送鉆均勻的速度至關(guān)重要，不能發(fā)生中途停泵或提升方鉆桿的情況。一旦鉆進(jìn)的進(jìn)尺變快，就要及時(shí)撈取巖心并且控制進(jìn)尺在0.2—0.3m之內(nèi)。

3 割心操作

鉆進(jìn)達(dá)到事先預(yù)定的深度后，就應(yīng)該馬上停泵回轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行割心，上提鉆具時(shí)做到盡量快速與麻利。碰到地層較硬或者煤層發(fā)生夾矸的情況，可以選擇適當(dāng)?shù)哪バ暮笤俑钚摹?/p>

4 提心操作

在檢查相應(yīng)的設(shè)備并確保設(shè)備能夠順利通過內(nèi)筒之后，才能進(jìn)行提心操作。上提設(shè)備時(shí)，初期的上提速度可以相對(duì)慢些，在確保內(nèi)筒進(jìn)入鉆桿之后再適當(dāng)加快設(shè)備的提升速度。在確保采樣的質(zhì)量的同時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能的縮短裝罐煤心上提與所用的時(shí)間。

三、參數(shù)井鉆進(jìn)時(shí)的注意事項(xiàng)

1 鉆進(jìn)過程的注意事項(xiàng)

在鉆進(jìn)過程的初始階段，需要嚴(yán)格按照規(guī)定流程保證鉆塔的安全，注意保持鉆機(jī)的中心、鉆桿與井口在一條直線上，時(shí)刻關(guān)注鉆機(jī)所處的位置，使鉆機(jī)一直處于水平狀態(tài)并將井斜控制在最小范圍內(nèi)。盡量輕壓慢轉(zhuǎn)，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)的速度使偏眼或下部套管甩脫的現(xiàn)象少發(fā)生或者不發(fā)生。

2 取心過程的注意事項(xiàng)

如果參數(shù)井井底的巖屑過多，勢(shì)必會(huì)影響取心過程，甚至帶來嚴(yán)重的后果。因此，在進(jìn)行取心的過程中，需要時(shí)刻保證井內(nèi)清潔，確保鉆進(jìn)過程中遇到的大塊殘?jiān)虻袈湮锬軌蚣皶r(shí)排除。同時(shí)要維持泥漿的性能穩(wěn)定，對(duì)沖洗液高度重視并加以控制，根據(jù)不同的鉆進(jìn)環(huán)境在實(shí)際情況中調(diào)節(jié)沖洗液的成分。如果井底巖屑量太多，對(duì)正常取心作業(yè)的進(jìn)行造成威脅時(shí)，則應(yīng)迅速停止投放內(nèi)管，清除干凈井底的巖屑再繼續(xù)進(jìn)行取心操作。反復(fù)核對(duì)取心外管與內(nèi)管之間的間隙，準(zhǔn)備工作做足后再投放內(nèi)管，并確保鉆具均能夠順利的通過內(nèi)管。

結(jié)語

煤層氣鉆探施工技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求與較高的鉆井效率,首先要研究含煤地層的地質(zhì)構(gòu)造、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)等一系列的地理特征,同時(shí)要根據(jù)煤層氣測(cè)試設(shè)備的工作特點(diǎn),針對(duì)新疆準(zhǔn)南煤田的地質(zhì)特點(diǎn)制定出合理鉆探工藝,在技術(shù)上做好各項(xiàng)準(zhǔn)備,提高煤層氣勘查鉆探技術(shù),從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

[1]何寶林，李炎生．提高鉆探巖芯采取率的幾點(diǎn)建議[J].江西煤炭科技，2008 （4）.

[2]馬沈岐，汪蕓．煤礦瓦斯地質(zhì)鉆探用鉆桿工作機(jī)理探討[J].探礦工程,2008 （9）.

[3]林樣.我國煤田鉆探技術(shù)的研究進(jìn)展[J].煤田地質(zhì)與勘探,1995 （3）.

[4]孫明俠等.淺談煤田地質(zhì)勘探鉆探技術(shù)發(fā)展[J].民營科技,2007 (3):129.

[5]徐躍軍. 煤層氣參數(shù)井鉆探技術(shù)探討[J].新疆有色金屬，2010 （5）.