影響煤層氣鉆井工程的工程地質(zhì)因素范文

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摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求越來(lái)越高，這大大推動(dòng)了我國(guó)能源行業(yè)的發(fā)展。天然氣作為一種清潔能源在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的價(jià)值，而我國(guó)有著豐富的天然氣資源，且其中很大一部分屬于煤層氣，因此如何有效對(duì)煤層氣進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用就成為了業(yè)內(nèi)一項(xiàng)重點(diǎn)研究課題。煤層氣鉆井工程往往會(huì)受到許多地質(zhì)因素的影響，本文主要針對(duì)影響煤層氣鉆井工程的工程地質(zhì)因素進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：煤層氣；鉆井工程；工程地質(zhì)因素

就現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，在我國(guó)的眾多煤層氣井中，有半數(shù)以上因?yàn)楣こ淘蚨鴪?bào)廢，具體原因包括固井質(zhì)量不合格、鉆井污染煤層等。而若想改善這些問(wèn)題，就必須要提高煤層氣鉆井工藝質(zhì)量。影響煤層氣鉆井工程的主要因素是工程地質(zhì)因素，為提高鉆井工藝質(zhì)量，需先從工程地質(zhì)因素入手進(jìn)行分析。以下筆者就聯(lián)系是來(lái)淺要分析這方面問(wèn)題，僅供參考。

1煤層氣鉆井工程中工程地質(zhì)分析的意義

眾所周知，天然氣是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中不可或缺的重要能源之一，所以我國(guó)一直以來(lái)都十分重視對(duì)天然氣的開(kāi)發(fā)利用。煤層氣是指賦存在煤層當(dāng)中的自生自?xún)?chǔ)的天然氣，它既是天然氣的儲(chǔ)集層和氣源巖，又是天然氣的產(chǎn)出層。我國(guó)地大物博，煤層氣資源貯存量也非常豐富，若能充分開(kāi)發(fā)利用煤層氣，則能夠大大提高我國(guó)的天然氣產(chǎn)量。觀我國(guó)目前的煤層氣井情況來(lái)看，因固井質(zhì)量不合格或鉆井污染煤層等原因?qū)е碌臍饩こ虉?bào)廢問(wèn)題十分普遍。而無(wú)論是想提升固井質(zhì)量，還是想防止鉆井污染煤層，都需要運(yùn)用到科學(xué)有效的煤層氣鉆井工藝技術(shù)。但在實(shí)際作業(yè)中發(fā)現(xiàn)，有時(shí)煤層氣鉆井工藝技術(shù)并不能充分發(fā)揮出作用，從而導(dǎo)致鉆井工藝質(zhì)量降低。后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，影響鉆井工程質(zhì)量的主要因素是工程地質(zhì)因素，因此我們必須要加強(qiáng)工程地質(zhì)分析，找出影響煤層氣鉆井工程的工程地質(zhì)因素，然后采取科學(xué)的對(duì)策加以應(yīng)對(duì)。可見(jiàn)，煤層氣鉆井工程中工程地質(zhì)分析的意義在于保障煤層氣鉆井工程質(zhì)量，提高鉆井效率。

2影響煤層氣鉆井工程的工程地質(zhì)因素

2.1煤層及煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)性質(zhì)

首先，煤層氣鉆井參數(shù)計(jì)算及地應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算都是基于煤層及煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)性質(zhì)，因此其對(duì)煤層氣鉆井工程具有很重要的影響。其次，巖石力學(xué)性質(zhì)還會(huì)影響到煤層氣在開(kāi)采中儲(chǔ)層性質(zhì)的變化。再者，巖石力學(xué)性質(zhì)還可能會(huì)引起煤層氣井中套管變形或損壞。總的來(lái)說(shuō)，煤層及煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)性質(zhì)在很多方面都會(huì)對(duì)煤層氣鉆井工程產(chǎn)生巨大影響。

2.2煤層巖石的研磨性

煤層巖石的一些性質(zhì)關(guān)系著煤層氣鉆井作業(yè)，尤其是其的研磨性，直接決定著煤層氣鉆井工程效率。通過(guò)深入研究及分析煤層巖石的研磨性，可以據(jù)此找出合理的破巖工具，從而有效提升破巖工作效率，同時(shí)還能夠減少鉆井成本。據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，砂巖的研磨性高于煤層頂?shù)装宓哪噘|(zhì)灰?guī)r。表面粗糙度會(huì)隨巖石粒度的增大而增大，而表面粗糙度的增大又會(huì)使得摩擦系數(shù)增大，從而研磨性也就越高。而較高的研磨性往往對(duì)鉆頭鉆具產(chǎn)生的磨損也較大，因此設(shè)備更換成本會(huì)增加。由于同類(lèi)巖石在不同的埋深度下研磨性也各不相同，因此深部煤層與淺部煤層的研磨性是不同的，若想延長(zhǎng)設(shè)備和鉆井的壽命及降低成本，就必須在實(shí)際鉆井作業(yè)中根據(jù)煤層巖石的研磨性來(lái)合理選擇鉆井液。

2.3煤層巖石的可鉆性

煤層巖石的可鉆性實(shí)際上指的就是巖石破碎的難易程度，在煤層氣鉆井工程中，鉆頭的選擇、鉆井參數(shù)的確定、鉆井工作定額的制定等均需要考慮煤層巖石的可鉆性。一般隨著鉆進(jìn)的加深，煤層巖石的可鉆極值也會(huì)不斷增加，這意味著鉆進(jìn)難度不斷提高，此時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)整鉆井工藝技術(shù)。

2.4煤體結(jié)構(gòu)

煤體結(jié)構(gòu)是指煤層在地質(zhì)構(gòu)造作用下形成的構(gòu)造特征及結(jié)構(gòu)特征，它影響著煤層的裂隙、孔隙、滲透性、硬度等性質(zhì)。可見(jiàn)煤體結(jié)構(gòu)資料對(duì)煤層氣開(kāi)發(fā)的重要性。一般情況下，煤體結(jié)構(gòu)有兩類(lèi)，一類(lèi)是構(gòu)造煤（包括碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤等），一類(lèi)是原生結(jié)構(gòu)煤。煤體結(jié)構(gòu)可以看作是煤巖綜合受力的表現(xiàn)，它對(duì)于煤層氣鉆井工程中氣井井壁的穩(wěn)定性具有極其重要的影響。

2.5破裂壓力和坍塌壓力

當(dāng)鉆井液密度過(guò)高時(shí)，液柱所產(chǎn)生的壓力足以壓裂地層，導(dǎo)致已有裂縫張大或是新裂縫形成，同時(shí)產(chǎn)生井內(nèi)液體壓力，這種壓力就是破裂壓力。在含煤目的層段，當(dāng)巖石剪切遭到破壞后，徑向應(yīng)力與周向應(yīng)力之差會(huì)高于液柱壓力，從而引起井壁坍塌，而徑向應(yīng)力與周向應(yīng)力之間的最大差值就是坍塌壓力。這兩種壓力是提升煤層氣鉆井工藝水平的重要指標(biāo)，壓裂泵入壓力的計(jì)算和鉆井液密度的計(jì)算都需要結(jié)合它們的數(shù)據(jù)。只有根據(jù)破裂壓力和坍塌壓力合理計(jì)算壓裂泵入壓力和鉆井液密度，從而有效控制井壁失穩(wěn)，才能夠避免井壁垮塌、漏失、縮徑、儲(chǔ)層保護(hù)等情況的發(fā)生，確保鉆井工程的安全、高效開(kāi)展。由此可見(jiàn)，破裂壓力和坍塌壓力也是影響煤層氣鉆井工程的重要工程地質(zhì)因素。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤層及煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)性質(zhì)、煤層巖石的研磨性、煤層巖石的可鉆性、煤體結(jié)構(gòu)、破裂壓力和坍塌壓力等，均是影響煤層氣鉆井工程的工程地質(zhì)因素，因此在實(shí)際鉆井作業(yè)中應(yīng)當(dāng)重視對(duì)這些因素的分析。

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作者：劉振國(guó) 單位：中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司晉城分公司