（） １裸眼法完 井 。在煤层气工 业开 采发展 初期 ， 了减少 ］ 为

　　展， ２ 到 ｏ世纪 ９ Ｏ年代 已达到 年产约 ２ ０ ０ ｍ３ ０ ×１ 的生 产水平 。 我 国的煤炭 资源储量居世界第 三。据煤 炭部《 国煤炭煤层 瓦斯 全

　　特殊性 ， ， 如 煤层气井 常采用 压裂增 产 、 压排水开 采措施 ， 负 这给

　　固井设 计与施工提 出了更 高的要求 。固井质 量要高 ， 间封 隔要 层

　　不成熟 ， 如减小储层损害的钻井液 、 密度水泥 的研 制、 低 绕煤层 固 井工 艺技术 ， 裸眼洞 穴完 井提高 煤气 产 量的作 用机理 及 减小 风 险方 面的技术 改进 ， 及注气开 采的数值 模拟技术 等 ， 待进一 步 仍

　　源储集于煤层 ， 并常伴 以低 温 、 压和低 孔渗 条件 ， 低 因而 ， 煤层 气 井在优化压裂设 计和选择压 裂液方面 有其特 殊要求 。煤 层气井

　　开采煤层 气的钻采与增产技术 的研 究成果及使 用情况 ， 总结 了煤层 气开采利 用技术 方面还存在 的问题 。 关键词 ： 煤层气 ； 井； 钻 完井 ； 压裂 ； 注气开采

　　在煤矿开采业 中， 煤层气 （ 即瓦斯 ） 历来被人们看作是有碍生 产安全的有害因素而成为人们 防护 排放 的对象 。但 在近 十多年

　　≤３，Ｏ ｍ增斜率＜ ｌ， 。ｌＯ 。井底水平位移＜２ ｍ， Ｏ 选择合理的钻具组 合， 优选钻井参数 ． 确保井身质量 ； （） ２ 使用清水和水气混合 钻井液 ， 点防垮 及井垮造 成 的复 重

　　密度水 泥的水化速 度慢 ， 水泥石早 期强度 和后期强 度低 ， 低温下

　　④水 泥浆 向地层 的失水 量大 ， 导致性 能发生 很大变化 ， 影响

　　２ ℃～４ ℃之间 ）上 部地层 的温度更低 。低温 下水 泥特别是低 ５ ５ ， 和 降失水剂 配伍 的早强剂 及促 凝剂少 。 对煤层封 固。

　　浆配方设计 的难度 。 ③ 塞流顶替技术 。煤层气井容易垮塌 ， 不能使用大排量顶替 泥浆 ， 因此不能实现紊流顶 替， 多采 用塞流顶 替技术 。因为塞 而

　　严， 适用性 比较差 。由于人们 对这种人造洞穴 提高煤层 渗透率及 煤层气产量的作用机理仍不 十分 清楚 ， 且在裸眼 环境 中作业具有

　　Ｗ ＥＳ ｒ ＣＨＩ ，— ＮＡ ＸＰ Ｅ Ｉ０ＲＡＴ１ ０Ｎ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲｌ ＮＧ ｓ ｒ ｓＮｏ ８ ｅｉ ． ７ ｕ

　　文章 编号 ：０ ４ ５ １ （０ ３ ０ － １４ ０ １０ － ７ ６ ２ ０ ） ８ ０ － ３

　　井的工艺技术和水泥浆体系。对水泥浆的性能要求不严格， 水泥 基质——割理 面上解 吸， 进入煤 层裂隙 系统 中 ； 层气通 过基质 煤

　　④绕煤层 固井 技术。绕煤 层 固井 技术 是 国外应 用 比较成功 的一项技术 ， 它是消除 固井作业 对煤层 伤害 最有效 的固井技 术 。 其基本思路是 在套管 串 中主力煤 层 部位 安装 绕煤层 固井工 具。

　　流顶替技 术对工艺和设 备 的要求 相 对较低 ， 对水 泥浆性 能 的要

　　求也不十分严格 。塞流顶替 时接触 时 间长 ， 替效率 高 ， 工易 顶 施 于组织 ， 使用设备也少 。

　　Ｐ ｆ 和 Ｙｅ（ ９ 概括地描述 了通过降低储层压力生产煤 ｕ ｅ１９ ０）

　　采与增产技术研 究取得 了许 多 可喜成 果 ， 施工 中有一 些成 功 的

　　性很强 ， 可应用 于任何类 型的煤 层 ， 这种 方法完 井的煤 层一般都

　　需要水力压裂 。 （） ３ 水力压裂完井技术［ 。与油 气井 一样 ， 力压裂技 术也 ６ ］ 水 是煤成气井增加产 量的重 要 的完井 技术 手 段 。 由于煤成 气 资 但

　　（） ５使用 ｐ Ｈ值≤７ ５的钻井液 。 ． 另外 ， 由于煤层气单井产 量较低 ， 工艺性试验投入大 ， 勘探效

　　泥浆的密度高、 失水量大 ， 泥浆性 能差 或施 工不 当 ， 水 很容易造成

　　空的液柱压力 ， 减轻了失重带来的影响 ， 而实现防漏压稳 ， 从 既保

　　证了固井质量 ， 又防止 了煤层受到损害 。一级水泥 和二级水泥 可 以分别采 用不 同的水泥 浆体 系和 水泥 浆 配方 ， 因此降低 了水 泥

　　地质编 图》 ， 国在埋深￣２ ０ ｍ 的浅层 范围 ， ］我 ００ 煤层 内拥有 甲烷

　　本身受到很 多限制 ， 括完井层数（ 包 通常 只有 １ ） 个 和井 眼可能 出 现 的坍塌 （ 由于煤层 强度低 ） 。

　　要： 煤层 气以前被 称做 “ 害因素”现在在 生产 上却 完全可作为 一种新 型能源被 大规模 开发利 用。综述 了国 内外 有 ，

　　②水泥浆易漏失 ， 固井过程中复杂情况多。煤层段地层孔隙压 密度比钻井液密度高得多， 更容易导致地层浆体漏失 ， 损害产层。

　　漏失 ； 煤液呈酸性 ， 泥浆 呈碱性 ， 而 容易 造成 酸碱 中 和产生 金 属 盐 ， 塞煤层气通道 ； 堵 煤层 气井产气周期长 ， 对井的寿命要 求高。

　　井 固井 的特点及难点 主要 表现在以下几 个方面 ： 顶替效率低 ， 残留的滤饼和钻井液严重影响 了对煤层的封固质量。

　　好， 固井 施工中对煤层的伤 害要 小 和一 般油气井 相 比， 煤层气

　　煤层 与一般 油、 气层地质特点不 同； 煤的机械强度低 ， 以支 难 撑上覆地层 的压力 ， 易于跨米博体育 米博平台塌 、 碎 ， 破 导致井 径扩大 ； 开后的煤 钻 层． 浸泡时 间越长 ， 煤层 吸水 跨塌越 厉害 ； 岩微 裂缝 、 煤 孔隙发育 ， 节理也相当发育 ， 钻开后滤失量大 ， 且地层孔隙压 力低 ， 容易发生

　　来， 随着科 学的不断发展进 步 ， 人们发现 ， 这种所渭“ 有害因素” 在 生产上却完全可作为一种新 型能源 被大 规模开 发利用 。特 别是 美 国， 煤层气工 业 ２ Ｏ世纪 ７ 代起 步 ，Ｏ世纪 ８ 代迅速 发 Ｏ年 ２ Ｏ年

　　国外已尝试应用 水平 井钻 井技 术进 行煤层 气 开发 ， 目前 到 为止 ， 只是部分 获得成功］ 也 。

　　天 然气 集团公 司于 ２ Ｏ世纪 ９ Ｏ年代初 开始介入 煤层气 的研 究 ， 经

　　“ 八五” 准备性研 究后 ， 列入 了“ 九五” 重点攻关研究项 目。就国内

　　（） ３建立合理的井身结构 ， 加快钻井速度 ， 减少煤层 浸泡时间 ； （） ４ 煤层取芯与 油气井常规取 芯不 同 ， 煤芯难 以形成芯柱 ， 特 别是清水取煤粉 ， 要求 取芯 完到 煤芯 装罐 前后 ≤ ３ ｍｉ， ０ ｎ 于是 采 用绳索式取芯工具 ；

　　层气 的机制＿ １ 。他提出煤层 气生 产的标 准方式 ； 通过 抽取 煤层 裂隙系统 中的地下水 ， 降低煤 层裂 隙系统 中的压力 ， 使煤层 气在

　　微孔 隙扩散到割理 上； 吸出来 的气体按 照达西定律 ， 解 通过 煤割 理和裂隙系统 ， 随着割理和裂隙系统中的水流入井筒 。 但是这种生 产方法不是 很奏效。即使是生产几 十年后 ， 的 气 最终 回收率都不会 超过原地原 始气体量的 ５ 。因此提 出了一 Ｏ 种新 的方法 ； 通过 注入 气体 （ ， ０２ ） Ｎ２ Ｃ 等 来提 高煤 层气 的 采收 率 。注气增产 的作 用机理［ ，］ 一是 通过 注气增 加储 层流 动能 １１ ： ０１ 量； 二是改变煤层孔 隙结构提高渗 透率 ； 三是通 过提高储 层压力

　　较高的风险性 ， 使用这种工艺方 法的费用不可预测 。正是 由于这 些原因， 使裸眼洞穴完井技术的应用受到 了很大的限制 。

　　② 双级 固井技 术。有 的井深约 ｌ０ ｍ左右 的煤 层气井 固井 Ｏ０

　　采用 了双级 固井技术 。双级 固井减少 了一次 注水 泥量 ， 降低 了环

　　固井 可以降低环 空的液柱压力 ， 防止 固井过程 中水泥浆漏 失 ， 也

　　益低 。为降低煤 层气 钻井 成本 ， 小井 眼钻井技 术开始在煤层气的 开采 中研究与应用 ， 包括对 小井 眼钻头 、 钻机 、 煤层 保护 、 井眼 小 取煤芯等的研究Ｉ 。 ｌ

　　但 目 国内所 采用 传统 的 固井技 术 封 固煤 层 ， 没有 针对 前 并 煤储层低压 、 低渗 、 害、 易伤 胶结 性差等 特点 ， 设计适 合于煤 层 固

　　浆体系稳定性 差， 水量 高 ， 失 强度 发展 慢 ， 的井 甚至 用原 浆 固 有

　　注水泥时 ， 水泥浆 到达煤层 底 部时 经绕煤 层 固 井工具 进入 导 流 管， 并从煤层顶部进入环空 。绕 煤层 固井时 ， 浆不 与煤层接 水泥 触 ， 了固井水泥浆对煤 层的伤 害。与常 规套管 固井相 比 ， 避免 在

　　绕煤 层段套 管与煤 层间无 水泥环 ， 少 了射孔 阻 力， 减 增进 了射孔