煤層氣參數(shù)井設(shè)計方案

1、3 煤層氣參數(shù)井方案3.1 目的與任務(wù)1 主要目的(1取全取準(zhǔn)各項(xiàng)地質(zhì)資料,評價東升煤田煤層的煤厚、煤質(zhì)、蓋層及含氣性。(2了解工業(yè)產(chǎn)能,進(jìn)一步評價煤層氣勘探前景,為試采和開發(fā)試驗(yàn)提供地質(zhì)數(shù)據(jù)。本區(qū)煤層氣勘探基礎(chǔ)資料較少,因此在開展煤層氣鉆探的同時,必須進(jìn)行鉆探動態(tài)跟蹤分析和綜合研究,深化認(rèn)識。2 主要任務(wù)獲取東升煤田煤層氣可靠的評價參數(shù),主要項(xiàng)目包括:煤層厚度、埋深、煤巖、煤質(zhì)、割理和裂隙發(fā)育程度、煤體結(jié)構(gòu)、等溫吸附/解吸特征、含氣量、含氣飽和度、儲層壓力、煤層頂?shù)装鍘r性、巖石節(jié)理/裂隙、結(jié)構(gòu)/構(gòu)造、成分、巖石力學(xué)性質(zhì)、單井產(chǎn)氣量等參數(shù)。3.2 井位部署1 井位部署原則(1煤田勘探程度高,地

2、層、構(gòu)造、煤層厚度、地層傾角比較清楚。(2煤層發(fā)育,單層厚度大,可采總厚度較大。(3煤層氣含量較高且穩(wěn)定性較好,其附近構(gòu)造相對簡單或拉張應(yīng)力場(如向斜翼部和正斷層附近等部位。(4煤的滲透性較好,煤層以原生結(jié)構(gòu)、碎裂煤為主,裂隙(煤層割理較發(fā)育,避開構(gòu)造復(fù)雜區(qū)和構(gòu)造煤(碎粒煤、糜粒煤發(fā)育地段。(5目標(biāo)煤層為礦區(qū)主要可采煤層,且埋深3001000m,并避開采空區(qū)。(6煤層氣含量面積大,資源量較大、資源豐度較高。(7地形相對平緩、交通方便、施工條件相對較好等。 圖3.1 東升井田地面井位置示意圖 設(shè)計井型為垂直井井型。采用二開的井身結(jié)構(gòu)方案:一開采用311.1mm鉆頭,鉆穿基巖風(fēng)化帶20米后,下入2

3、44.5mm表層套管,封固地表疏松層,礫石層,建立井口,注水泥全封固;二開采用215.9mm鉆頭,鉆至二1煤層底板以下60米完鉆,下入139.7mm生產(chǎn)套管,注水泥封固至地面,加固井身,延長地面井瓦斯抽采時間。 圖3.2 DS參-001井井身結(jié)構(gòu)示意圖 3.4 取芯設(shè)計 (1盡可能在鉆遇煤層頂以上5 m開始密閉取心,取至底板巖心。(2嚴(yán)格按二開鉆井液設(shè)計要求,采用低密度無固相鉆井液取心,減少對煤層傷害,保證煤心質(zhì)量。(3非煤層巖心直徑不小于60 mm,單筒收獲率不低于75%,平均收獲率不低于80%,對巖心要進(jìn)行全面細(xì)致的描述,砂巖和裂縫段進(jìn)行清水浸泡試驗(yàn)。(4煤層段要求采用半合式取心內(nèi)筒密閉取

4、心,煤心直徑不小于60 mm,單筒收獲率不低于65%,平均收獲率不低于70%,從割心到取心內(nèi)筒離開井口時間不超過20 min,從取心內(nèi)筒離開井口到煤心裝入解吸罐的時間不超過10 min。解吸之后要求對煤層從宏觀到微觀解吸詳細(xì)描述。(5非煤層段發(fā)現(xiàn)明顯氣顯示,立即取心,不受設(shè)計取心進(jìn)尺、井段限制。(6單筒取心進(jìn)尺由現(xiàn)場甲方監(jiān)督或地質(zhì)技術(shù)員確定。3.5 樣品采集與分析測試煤瓦斯樣的采集一般每1m采集1個解吸樣,每2m采集一個吸附樣。根據(jù)該井的煤層厚度預(yù)測,其主要煤層的樣品測試項(xiàng)目如下:每1m煤巖巖心至少采集2塊樣品進(jìn)行煤巖全分析和專項(xiàng)分析。煤層頂?shù)装鍘r心要求各采集4-5塊樣品,進(jìn)行常規(guī)物性分析。其

5、它具有常規(guī)油氣顯示的儲層砂巖巖心每層進(jìn)行4 -5個樣品的常規(guī)物性分析。1 煤巖全分析項(xiàng)目含氣量(部分作殘余氣、氣體組份、煤巖割理定量統(tǒng)計及割理孔隙描述、甲烷碳同位素、鏡質(zhì)體反射率、煤巖顯微組份(包括鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組、惰質(zhì)組、粘土、硫化物、碳酸鹽巖等項(xiàng)目、灰分、揮發(fā)分、水分、真密度2 煤巖專項(xiàng)分析項(xiàng)目視密度、吸附等溫線、煤巖孔隙度、比表面、掃描電鏡3 泥頁巖分析項(xiàng)目突破壓力、比表面注:取芯井按此要求;巖心樣品由承擔(dān)化驗(yàn)分析的單位及時到現(xiàn)場觀察,親自取樣。3.6 試井試井是認(rèn)識氣藏、進(jìn)行氣藏評價和生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測,以及評估完井效率的重要手段。煤層氣井注入/壓降試井的目的旨在取得煤層的滲透率、儲層壓力等各

6、項(xiàng)儲層參數(shù),為煤層氣井生產(chǎn)潛能評價和開發(fā)實(shí)驗(yàn)提供可靠的參數(shù)依據(jù)。東升DS參-01井試井主要獲得煤層滲透率、儲層壓力、研究半徑、表皮系數(shù)、壓力梯度和儲層溫度等參數(shù)。原地應(yīng)力測試主要獲得原地應(yīng)力、破裂壓力、破裂壓力梯度、閉合壓力、閉合壓力梯度等參數(shù)4 工程技術(shù)要求4.1 設(shè)計總體原則相關(guān)設(shè)計總體上符合以下標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求。(1煤的高壓等溫吸附試驗(yàn)方法容量法(GB/T19560-2004;(2煤層氣含量測定方法(GB/T19559-2004;(3煤層氣鉆井作業(yè)規(guī)程;(4煤層氣測井作業(yè)規(guī)程;(5煤層氣地質(zhì)錄井作業(yè)規(guī)程;(6煤層氣井注入/壓降試井技術(shù)規(guī)范;(7煤層氣井壓裂技術(shù)規(guī)程;(8煤層氣井排采工程技

7、術(shù)規(guī)范;4.2 鉆井(1完鉆井深:鉆至完鉆要求井深,以轉(zhuǎn)盤面至井底,校核鉆具實(shí)長的鉆井深度。(2全角變化率、井斜及水平位移符合規(guī)定。(3鉆井過程中以單點(diǎn)測斜監(jiān)測照片為準(zhǔn),膠片隨原始資料上交保存。(4交井以完鉆電測連續(xù)測斜資料為準(zhǔn),測斜間距50m,特殊情況要加密,最后一測點(diǎn)距離井底小于10m。(5測斜數(shù)據(jù)采用計算機(jī)進(jìn)行處理,采用平均角法或曲率半徑法。(6井徑擴(kuò)大率:一般地層要求井徑擴(kuò)大率20%,煤層井段井徑擴(kuò)大率30%。煤層氣井鉆井工程相關(guān)質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)見表4.14.2表所示。 4.3 鉆井液1 主要性能要求(1相對密度,根據(jù)鄰井實(shí)鉆數(shù)據(jù),確保近平衡鉆進(jìn)不損壞煤層作為調(diào)整鉆井液密度的依據(jù)。鉆井液相

8、對密度附加值在0.05-0.10之間。(2嚴(yán)格控制失水,提高濾餅質(zhì)量,防止井壁垮塌。失水5ml,泥餅1mm.(3鉆井液流變性在考慮有效攜帶巖屑的前提下,盡可能充分發(fā)揮水功率的作用。漏斗粘度在4050Pas之間。2 一開鉆井液要求(1鉆井液體系:水基鉆井液,混漿鉆進(jìn)。(2性能:以防垮、防漏為主,可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整相對密度和粘度。3 二開鉆井液要求(1二開開始至進(jìn)入目的層(取心段以前鉆井液以防垮、防漏、防水涌為主,可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況由甲方監(jiān)督進(jìn)行調(diào)整相對密度和粘度。(2進(jìn)入目的層(取心段至完鉆井深要嚴(yán)格控制鉆井液密度和固相含量,切實(shí)做到煤層不受污染。(3遇嚴(yán)重垮塌、井漏等特殊情況,甲方工程

9、監(jiān)督可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整鉆井液性能。(4為保證地質(zhì)錄井油氣顯示的準(zhǔn)確性,嚴(yán)禁在全井段鉆井液中使用含有熒光的處理劑。4 防止煤層損害的要求(1建立健全煤層保護(hù)監(jiān)督管理體系,對全體施工人員進(jìn)行保護(hù)煤層教育,保證各項(xiàng)措施的實(shí)施。(2嚴(yán)格執(zhí)行鉆井液設(shè)計,從進(jìn)入目的層開始采用無固相低密度鉆井液鉆進(jìn)直至完井。(3管好用好固控設(shè)備,確保煤層井段不受鉆井液固相污染。(4目的層段鉆井液中不允許加入高聚物處理劑和不溶性無機(jī)物。(5當(dāng)煤層壓力梯度當(dāng)量密度超過鉆井液密度時,只允許加入可溶性無機(jī)物加重。4.4 錄井1 鉆時錄井非煤系地層每1m2m記錄1個點(diǎn);煤系地層0.5m1m記錄一個點(diǎn);目的層井段0.1m 記錄1個點(diǎn)。

10、全井漏取鉆時點(diǎn)數(shù)不超過全井鉆時總點(diǎn)數(shù)的0.5%,不漏取目的層井段鉆時點(diǎn)。鉆井參數(shù)保持相對穩(wěn)定,并記錄造成假鉆時的非地質(zhì)因素,以便鉆時能更好地反映地層巖性。隨時記錄鉆時突變點(diǎn),以便及時發(fā)現(xiàn)煤層,卡準(zhǔn)煤層深度、厚度。2 巖屑錄井巖屑錄井從見基巖開始每2m一包砂樣,從下石盒子組底部開始每1m一包砂樣,其中二1煤層及其頂板10m、底板6m每0.5m一包砂樣。巖屑要嚴(yán)格按遲到時間進(jìn)行撈取,每包砂樣重量不少于500g,全井砂樣實(shí)際取樣數(shù)大于應(yīng)取砂樣總數(shù)的95%,砂樣漏取樣品數(shù)小于應(yīng)取砂樣總數(shù)的0.5%,二1煤層煤樣不得漏取。原始錄井表填寫要做到重點(diǎn)突出,定名準(zhǔn)確,文字簡潔,條理分明,術(shù)語統(tǒng)一。巖屑錄井表要

11、現(xiàn)場整理、匯總,填寫內(nèi)容不得用簡略語。并繪制1:500隨鉆剖面,對地層做出初步的判定和劃分。3 簡易水文觀察全井鉆探過程中均應(yīng)做好簡易水文觀測記錄工作。每次起鉆后、下鉆前測量一次水位(泥漿池液面、井筒液面;一開至下石盒子組地層每2小時記錄一次鉆井液消耗量;進(jìn)入山西組地層每1小時記錄一次鉆井液消耗量,不足1小時但大于30分鐘時也應(yīng)觀察鉆井液消耗量。注意記錄井漏、井涌、漏失量、鉆井液性能等;如遇井涌,記錄涌高、涌出物和涌出量、井深、層位、起止時間、鉆井液性能,并取樣做全分析。4 鉆井液錄井鉆井液錄井是發(fā)現(xiàn)氣層的重要手段。進(jìn)入目的層段盡量降低鉆井液對煤層造成的污染。切實(shí)做好鉆井液性能測定,及時觀察槽

12、面顯示、井涌、井漏等現(xiàn)象并做好記錄。全井要求每8小時作一次全套性能(密度、粘度、失水、含砂、切力、泥餅、酸堿度、氯離子含量等測定;0-350m每50m取樣1次,350m-井底每20m取樣1次,做相對密度、粘度、氯根測定（如果鉆井液中加入大量 KCl 溶液，氯根可不測） 。如果發(fā)現(xiàn)異常(如粘 度突然加大，鉆時變快，氣測有異常，鉆井液有氣浸，槽面冒氣泡等應(yīng)連續(xù)測定鉆井液密 度、粘度、加密全套性能的測定；同時作好詳細(xì)記錄，如槽面冒氣泡的大小、產(chǎn)狀、占槽面 百分比，槽面上漲高度、進(jìn)出口鉆井液性能的變化等。 4.5 固井 下套管前對井眼進(jìn)行通井， 以保證套管能順利下入。 下套管時嚴(yán)格按照套管作業(yè)相關(guān)標(biāo)

13、準(zhǔn)進(jìn)行套管作業(yè)。準(zhǔn)備足夠的清水。確保洗井、固井用水。固井前對井眼進(jìn)行大排量循環(huán)洗 井，保證進(jìn)出口泥漿密度一致。表層必須用 G 級以上水泥固井，水泥漿要返至地面，侯凝 試壓合格后方可開始二開鉆進(jìn)。 生產(chǎn)套管固井采用低密度微珠水泥分級固井， 水泥漿平均密 度小于 1.60g/cm3。鉆開目的層到固井完工的時間不超過天（不包括取心和測試時間） 。 表 4.4 固井質(zhì)量驗(yàn)收評級標(biāo)準(zhǔn) 評 評 級 指 標(biāo) 優(yōu) 級 級 別 良 合 格 基 本 不 合 合 格 格 20 聲 聲 幅 幅值30 值30 地層波 地層波 較弱、 可辨認(rèn) 弱、難辨認(rèn) 第 一 10 聲 聲幅值 聲幅值 （%） 10 界面 幅值20 （

14、固井質(zhì) 量聲幅 第 二 地層波 地層較 測井） 界面 強(qiáng)、清晰 強(qiáng)、較清晰 表 層 12 或符合設(shè)計要求 試 壓 套管 力 套壓 生 產(chǎn) 20 管 試 （MPa） 套管 壓 30min 降 壓 情 況 0.5 （MPa） 用現(xiàn)場水對設(shè)計用的水泥 14 做 48h 抗內(nèi)壓強(qiáng)度試驗(yàn) （MPa） 生產(chǎn)套管用低密度水泥固 1.60，水泥漿的返深達(dá)到設(shè)計要求. 井，水泥漿密度 （g/cm3） 4.6 測井 用以劃分煤層、構(gòu)造、地應(yīng)力、巖相研究、地層傾角、煤儲層參數(shù)、評價煤層及其頂?shù)?板裂縫發(fā)育程度、滲透性、含水性（表 3.6） ，測井要求采用“3700”測井系列。 表 4.5 試驗(yàn)區(qū)煤層氣井測井技術(shù)要求 測井項(xiàng) 深 測井井段 測井內(nèi)容 備注 (m 目 度比例 (1雙側(cè)