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煤层气东北地区的实用技术探讨
作者:管理员    发布于:2017-04-24 14:57:40    文字:【】【】【

  我国地质情况相对国外复杂很多,单一的技术模式不能满足我国不同盆地的勘探开发需要,针对东北地区提出相适应的煤层气勘探开发技术体系。

  (1)多分支水平井钻井和完井技术

  CDX多分支井钻井技术适用于煤层厚度大、渗透率低且煤层分布连续的地区,该技术有利于保护环境和节约开发过程中征用土地的面积。MRD钻井技术(中等半径多分支井钻井技术)是先施工垂直井,然后在1200m区域施工定向井。TRD钻井技术(紧密半径多分支井钻井技术)同样是先钻垂直井,然后沿着煤层钻多级侧向水平井眼,如果垂直井眼有多层煤,在这些煤层中均可钻侧向水平井段。

  CDX技术不足之处在于成本高,TRD成本低,与单井钻井成本一样,适用深度500~700m,最多可打20个分支,单井成本30万美元,速度很快,不足之处是侧向水平井段最长仅可达200~500m,而CDX技术可以达到1200m。

  (2)欠平衡钻井和泡沫钻进技术

  欠平衡钻井技术是将井筒液柱压力降到与地层孔隙流体压力相近甚至更低,使地层流体不断流入井筒并循环到地面而得到控制,能很大程度解决煤储层污染和伤害问题,并且具有效率高(平均钻井周期仅1~3d)、成本低的特点。

  由于低煤阶盆地煤层的高渗透性,钻井、完井作业过程中对煤储层的保护显得尤为重要。非煤层段一般采用的钻井液是清水加少量膨润土。完成非煤层段钻井后,一般使用直径177.8mm的套管到煤层顶部。煤层钻进时采用的钻井液是空气加少许泡沫,每钻进30m加4kg水和9L泡沫。并且为了消除钻井过程中产生的储层伤害,通常先在煤层中钻直径152.4mm的井眼,然后扩孔至直径355.6mm,以增加煤层露出的表面积。

  (3)N2泡沫压裂技术和空气钻井裸眼洞穴完井

  氮气压裂是一项井筒激励的可行技术,在压裂之前,先把低温的液氮加热变成氮气,应用氮气压裂的技术和其它水基压裂是一样的,只是压裂采用的流体是氮气。氮气压裂规模小,压力超过最大主应力和最小应力,以碎裂为主,主要是提高井筒周围裂缝的发育程度,减轻井筒污染带来的影响,避免水基压裂液对储层的伤害。

  空气钻井适用于低煤阶高渗区,具有成本低,机械钻速快、钻井周期短,储层伤害和井漏风险小的特点。由于低煤阶煤储层机械强度低,只能利用煤层在应力发生变化时易垮塌的特点造洞穴,或通过机械方法造洞穴,扩大煤层裸露面积,在井筒附近形成渗透率增强带,以达到提高产量的目的。

  (4)井下抽放开发技术

  井下抽放可应用水平钻井、斜交钻孔、采空区钻井(在开采区)、垂直钻井(在开采区和未开采区)和水力压裂等技术。美国采用采煤采气一体化技术,大大减少了矿井通风费用,改善了生产安全条件,从根本上防止了瓦斯灾害事故的发生,并向市场销售了大量的高质量气体,产生了显著的社会经济效益。

   我国广大的东北部中低阶煤分布十分广阔,其埋藏浅,渗透性好,高产条件优越。过去低阶煤由于吨煤含气量不高,常常被人忽视其煤层气经济开采的价值。目前中低阶煤富气的理论基础、储层评价方法、含气量测试方法在不断发展,结合室内外研究和现场测试评价工作,能够满足煤层气选区评价的要求。中低煤阶煤层气勘探开发技术,包括辐向钻井、高角度沿煤层钻井、巨厚煤层洞穴完井、多煤层完井、连续油管作业等技术,虽未在我国煤层气勘探开发中应用,但在常规油气勘探中已有使用,技术本身不存在很大难点,主要是需要结合试验区煤层气地质特点进行技术试验,形成中低煤阶煤层气产能的大突破是可行的。

脚注信息
版权所有  吉林省煤田地质局一○二勘探队  辽宁工程技术大学 提供

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