贵州毕节地区煤层气钻井技术研究

摘 要：通过分析贵州毕节地质条件特点，结合已完钻井资料，并与其它区块进行对比，研究得出该区钻井特点与难点，提出适合该区的钻井提速提效等优化钻井技术方案，以促进加快毕节地区煤层气钻井技术发展。

关键词：贵州毕节；煤层气；钻井技术；提速提效方案

1 地质特性对钻井技术的影响

贵州毕节地区属于云贵高原乌蒙山片区，是典型的喀斯特地貌，地质条件独特且复杂，主要表现为：岩溶裂隙发育，地层差异性大且不稳定，煤层数多，单层薄，地应力大，煤层易破碎，煤层易受污染。该区钻井资料显示，煤层原地应力、天然裂隙、煤体结构、煤的坚固性系数、研磨性、可钻性等是制约该区煤层气钻井工程的主要地质因素[1]。

2 钻井技术的特点与难点

2.1 井壁稳定性差，容易发生井下复杂故障

该区煤层机械强度低，裂缝和割理发育，均质性差，存在较高剪切应力作用，井壁易失稳。因而煤层段井壁极不稳定，在钻井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、卡钻甚至埋掉井眼等井下复杂，严重影响钻井施工进度。

2.2 该区一开钻进使用常规钻井液体系与空气钻各自利弊

若采用空气钻进，优点：钻速快，可避免井漏与井壁坍塌。缺点：受地层出水影响，会被中断施工，完钻后仍要替成钻井液，方可下套管，因空气钻震击力度大，使用会影响附近村民房屋，引起工农纠纷。若采用常规钻井液体系钻进，优点：避免影响附近房屋，工序简单，周期短。缺点：容易发生井漏、井壁垮塌以及卡钻，堵漏难度大，影响固井质量，从而不易安装井口装置。

2.3 地层易漏，堵漏后地层承压值不高，影响固井质量

毕节地区岩溶裂隙发育，钻井时易发生井漏，导致固井时常发生井漏，堵漏工艺复杂，多次堵漏，效果不明显，井漏与堵漏一直是该区钻井技术瓶颈。有时堵漏成功后做承压试验，承压值达不到固井时水泥浆的液柱压力，地层承压能力太弱，满足不了固井要求，从而降低固井质量。

3 钻井技术对策

3.1 深入研究该区地质特性，建立完善的煤层气钻井风险评估体系

煤层气钻井风险评估体系包括煤层井壁稳定力学评价，断层、煤阶和地层倾角等储层特性的影响评估方法。前期做不低于300米的地表岩溶调查，通过物探资料对井下情况进行预判评估，比如易漏易垮塌，做好各种应急预案。借鉴国内外先进的煤层气钻井风险评估体系。对地层岩性深入研究，可给优化钻井提速提效技术方案提供参考依据。

3.2 优化钻井液体系，增强钻井液护壁性，減少井下复杂故障发生

井壁失稳是制约煤层气钻采技术发展的主要问题之一。钻井队要加强钻井液管理，增加护壁剂、提粘剂和润滑剂等，钻井液有良好流动性，提高电测一次成功率。可采用低固相聚合物钻井液，以安全钻进为主，重点是携砂、防漏，且有利于提高钻井速度。或研制煤层气井专用钻井液、控制钻井液滤失量，增强滤液与地层配伍性，将是促进井壁稳定有效手段，安全钻井液密度窗口可根据公式Max（Pc1，Pp）≤P≤Min（Pf，Pc2）来确定：式中，P为钻井液的液柱压力；Pp为地层孔隙压力；Pc1为地层坍塌压力；Pc2为地层剪切破坏压力；Pf为地层破裂压力。

3.3 优化堵漏方案，提高固井质量

针对该区井漏问题，要做好前期工作，如现场备足堵漏材料，钻进过程中加入随钻堵漏剂，边钻边堵，减少井漏可能性。井漏后，不盲目抢钻，要优化堵漏方案，一般配方为：复合堵漏剂+锯末+秸秆+棉籽壳等，成分粒度比较大，才能提高堵漏效果，有时漏失比较大时，直接采用水泥堵漏，候凝过后再继续钻进。为提高地层承压能力，完钻后进行承压实验，承压值必须大于固井时水泥浆的液柱压力，保证固井时不发生井漏，提高固井质量。

3.4 调整井内流体性能与钻井参数，降低对煤层污染程度

严格执行钻井液设计，维护好钻井液性能。钻井液密度附加值严格控制在0.05-0.10g/cm3之间，尽量取低值，保证实施近平衡压力钻井。采用钾基无固相钻井液，重点在提高钻井液的抑制性，同时使钻井液具有一定的造壁性、护壁性和悬浮、携屑能力。

4 总结与建议

①建立完善煤层气钻井风险评估体系，包括煤层井壁稳定力学评价，断层、煤阶和地层倾角等储层特性的影响评估方法，研究该区地质特性，给优化钻井提速提效技术方案提供参考依据；②毕节地区煤层机械强度低，裂缝和割理发育，均质性差，存在较高剪切应力作用，井壁易失稳。加快研究煤层损害解除方法，研制煤层气井专用钻井液、控制钻井液滤失量，增强滤液与地层配伍性，将是促进井壁稳定有效手段；③毕节地区煤层易漏，钻进过程中加入随钻堵漏剂，优化堵漏方案，严格做好地层承压实验，提高地层承压能力，确保固井时不发生井漏，提高固井质量；④建议加大力度开发水平井，钻遇更多目的层，提高煤层气采收率，可采用地质导向技术钻水平井，提高目的层定向中靶率。

参考文献：

[1]孙延明.影响煤层气钻井工程地质因素分析[J].煤炭技术，2016：2-5.

作者简介：

石国波（1986- ），本科学历，工程师，2008年毕业于西安石油大学石油工程专业，主要从事煤层气钻井技术研究和管理。