煤层气高效开发钻完井工艺技术探讨

张新宇 王天尧

摘要：对煤层气进行高效开发，需要结合地层特点，对钻完井工艺技术进行探讨，根据不同的煤层气，利用不同的工艺技术对煤层气进行高效开发。在储层改造方面，主要以水力压裂改造为主，钻井类型以定向井井型为主;利用空气旋冲钻井工艺来实现煤层气的钻井工艺改造，通过对煤层气高效开发完井工艺技术分析，得出了相关的改进建议，能够提高煤层气的开发效率。

关键词：煤层气;钻完井工艺;技术探讨

对煤层气勘探阶段需要确保完全准确的地质资料，在进入开发以后的主要目标是提高产量，实现高效开发。由于很多煤层气的单井产量偏低，而且钻井效率不高，因此需要针对地层特点，选择合适的钻完井工艺技术才有利于提高单井产量，实现煤层气的高效开发。在选择钻完井技术工艺时，需要考虑的一个重要问题就是储层是否需要改造。储层利用哪种方式进行改造取决于储层的特性，因此探讨煤层气的钻完井工艺技术，需要研究储层的特性和改造工艺中所出现的问题。

1储层改造工艺探讨

1.1储层是否需要改造

储层是否需要改造取决于储层中的渗透率，根据大量实践表明，渗透率在至最合适煤层气开采，适合储层改造的渗透率范围在至，如果渗透率小于就需要进行水利压裂改造，才能出现较好的产量。因此需要根据储层的渗透率来决定储层是否需要改造。

1.2储层改造工艺

煤层气储层进行改造的工艺主要有两种：第一种为水力压裂改造;第二种为空气动力造穴改造。煤层气进行水力压裂改造与常规的油气田改造基本相同，空气动力造穴主要的原理是将高压气体注入井内，在瞬间释放压力的作用下时，煤层气储层产生裂缝，进而改善煤层气储层的渗透率。空气动力造穴完井没有得到广泛推广的原因主要有以下几方面：第一，对于造穴的时间难以预测，就会造成成本难预测的情况。第二，该技术对储层渗透率的改善效果不是特别明显;第三，需要特殊的钻井工具及设备。第四，非常容易对环境造成污染。第五，由于在进行造穴过程中瓦斯、氧气浓度和明火这三项的控制力不高，很有可能形成瓦斯爆炸的事故。

2钻完井工艺技术探讨

2.1钻井井型

煤层气井井型主要可分为三大类：直井井型;定向井井型;水平井井型。其中水平井井型主要包括U型井、V型井以及多分支水平井。目前我国对于直井井型和定向井井型的应用已经非常成熟，由于水平井井型需要与直井进行相连才能实现开采的效果，由于这种特殊性的存在，给水平井压力造成了一定的困难。因此水平井井型并不适合所有煤层。对于煤层相对稳定，渗透性较好的储层，可以使用水平井开发。对于煤层不稳定、低渗透率、不具备天然裂缝的煤层适合进行水平井压裂，所以对于水平井的利用还需要进一步的探究。

2.2完井方式

目前煤气层的完井方式主要分为两大类：储层下套管固井完井和储层不固井完井，其中储层不固井完井主要包括裸眼完井、洞穴完井以及筛管完井等，需要根据储层特性和储层改造的要求，来确定选择哪种方式进行完井，通常情况下，下套管固井完井主要适用于经过压裂改造的储层。裸眼完井和洞穴完井主要适合于不易垮塌和不需要改造的储层，筛管完井主要适用于易垮塌和不需要改造的储层。

2.3井身结构

煤层气开采主要的原理是进行排水采气，从煤中解析出来以后会随着地层水一起流入井筒，其中一部分气体经过排水管柱随着地层水排出井内，剩下的气体会从水中分离出来，进入到排水管柱与套管之间所形成的环空之中，成为所需要开采的煤层气。由此可以得知，当排水管柱与套管之间所形成的环空之中存在的地层水含量越多，煤层气的产量就会越高。由于近井要保持稳定的解析压力和保持稳定的液柱高度，因此形成的横截面积大小会决定环空中存在地层水含量的多少。所以在其他条件保持不变的情况下，完井套管尺寸的大小会影响煤层气的产量。

2.4储层保护

当煤层被钻开以后，煤层中的原有平衡状态就会被破坏，钻井液会和储层中的液体发生化学反应，导致储层中的渗透率受到伤害，这种伤害会导致储层中渗透率降低，进而影响煤层气的采收率。对于储层保护可以采用欠平衡钻井或者清水钻井等方法。欠平衡钻井可以防止其他颗粒物进入煤层，而清水钻井的方法不会产生有害物质，对储层的渗透率不会产生影响。

2.5钻井方式

煤层气的主要钻井方式为两种：常规钻井方式和空气旋冲钻井方式。通过大量实践可以证明，空气旋冲钻井方式的钻井速度要比常规钻井速度快。并且空气旋冲钻井有利于对易漏井段的施工。在选择钻井方式的过程中，需要考虑煤层的实际情况，才能提高煤层气的开采量。

2.6设备配套

由于煤层气开采成本比较低，需要配备的设备不用太过精良，但是也不能过于简化。如果配备精良的设备，就会造成运行成本过高的情况出现，装备过于简陋，就会造成开采速度较慢的情况。因此需要根据煤层的情况来选择合适的设备，这样不仅能够降低企业的开采成本，还能够提高煤层的钻井速度。

2.7水平井应用

随着水平井分段压裂技术的不断发展，对低渗透储层的开采创造了条件。煤层气水平井分段压裂技术已经取得了重要的发展。利用多分支水平井技术可以改善煤层中的原始应力分布和结构状态，对提高储层中的渗透性有非常好的效果，能够增加煤层的裸露面积，为煤层中流体提供了泄流面积，但是在实际运用过程中需要对分支的角度、密度和长度进行优化，才能够在最大限度上提高煤层的开采量，以便提高企业的经济效益。

3结束语

煤层气开采是一个十分繁琐的工程，煤层气开采的主要目的就是将煤层气从煤层中抽出回收利用的过程，在进行煤层气开采的过程中涉及到的技术领域比较多，而且还涉及到集输储运以及综合利用等方面的技术，通过对煤层氣开采中可能出现的问题进行分析，得出相应的开采技术，对提高煤层气开采非常有帮助。

参考文献：

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[3]张文敏，郑双进.煤层气储层保护钻完井工艺技术探讨[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2011（05）：113-115+131.