煤层气01井钻井地质设计.pdf

1/24 引 言 为了发展我国煤层气产业，扩大煤层气勘探成果，实现煤层气勘探开发的产气突破，同时顺应国家西部大开发的战略部署，加快 XX省煤层气勘探开发的步伐。按照XX 省恩洪煤田煤层气勘探总体部署方案，我公司与 XX 省 143 勘探队共同组织人员于 2002 年 3 月初进行了现场实地踏勘，搜集有关资料，特编制此地质设计书。1 基本数据（1）井名：EH01（2）井别：煤层气参数井兼生产试验井（3）设计井位：XXXX 市东山镇咱得村北、清水沟井田北部第15 勘探线上 1501 号钻孔以东 125 米处。（4）构造位置：恩洪矿区清水沟井田咱得向斜西翼（5）设计井深：660 米（6）设计座标：纵座标（X）：2802050 横座标（Y）：18412825 标 高（H）：+2005 米（7）目的煤层：二叠系龙潭组 C9、C16和 C21b煤层（8）完井层位：二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2）（9）完井方式：根据采样、试井、测井等综合勘探手段获得的成果研究、分析，若结论显示本井不具有开发潜力，则分段对含水层及井口封固完井；若分析结论显示本井具有开发潜力，则对参数井进行扩孔改造，变成生产试验井，完井方式为套管完井。（10）完钻原则：C21b号煤层底板以下 50 米完钻。2 部署方案及钻探的目的任务 2.1 部置方案（见图 1）2/24 恩洪煤层气勘探项目分为煤层气资源评价，钻井与地震勘探、生产试验三个阶段，为了查清勘探区内煤层赋存状况，根据综合分析与研究以往地质勘探成果资料，结合野外实地踏勘情况，首先在恩洪勘探区南部煤炭勘探区与未勘探区的结合部附近，布置一口参数井，即EH01；在勘探区北部煤炭普查勘探区内，布置另一口参数井，即 EH02 井。以获取不同区域，不同构造部位，不同应力均条件下有关煤层气地质储层参数。同时针对该区构造比较复杂的特点，在煤田普查区及预测区，进行二维地震勘探，提高勘探程度与煤层气储量的控制程度，为下一步的勘探开发提供科学依据。2.2 钻探的目的任务 获取该区实际含煤性、含气性，及目标煤层的可采性参数、储层参数等，主要包括煤层厚度、埋深、煤岩及煤质特征、割理发育程度、含气量、含气饱和度、等温吸附曲线、煤的吸附常数，煤及其顶底板的力学性质，储层压力、煤层渗透率、原地应力等煤储层参数。评价该区煤层气地质条件、储层特征、资源分布与开发条件。通过储层模拟技术、预测煤层气产能，评价该地区的煤层开发潜力，估算该区的煤层气储量。根据分析、测试资料决定是否对参数井进行扩孔改造，变成生产试验井；是否对目标煤层进行压裂，排采试验等下步作业，进一步获取煤层气生产数据。寻找煤层气开发有利的高渗富集区，为进一步勘探开发奠定基础。3 设计依据 中联煤层气 XX 公司下发的 XX 省恩洪煤田煤层气勘探总体部署方案。恩洪煤田清水沟井田地勘报告。3/24 以往地质勘探工作及评价研究成果。有关的煤层气勘探规程、规 X 与技术规定。现场地表实际踏勘情况。4 地质概况 4.1 地层 4.1.1 区域地层 恩洪矿区地层表 表 1 界 系 统 恩洪矿区 地层名称 厚度（m）新 生 界 第四系 Q 030 第三系 上第三系 N 0157 下第三系 E 0148 中 生 界 三 叠 系 中 统 缺失 关岭组 T2g 500 下 统 永宁镇组 上段 T1y2 约 250 下段 T1y2 190205 飞仙关组 第四段 T1f4 3686 第三段 T1f3 3585 第二段 T1f2 139205 第一段 T1f1 75145 卡以头组 T1k 81125 上 古 生 界 二 叠 系 上 统 龙潭组 上段 P2l3 41106 中段 P2l2 60119 下段 P2l1 59146 玄武岩组 P2 234460 下 统 茅口组 P1m 318634 栖霞组 P1q 37112 梁山组 P1l 61116 石 炭 系 上 统 C3 70125 中 统 C2 3065 下 统 C1 240 泥盆系 上 统 D3 334 中 统 D2 423 中元 古界 昆阳群 Pt2 70 4/24 恩洪矿区位于古扬子板块康滇古陆东缘，出露最老地层为中元古界昆阳群，其上直接为上古生界（D、C、P）及中生界（T）地层覆盖，缺失震旦系、下古生界及中生界的侏罗系（J）、白垩系（K）地层。晚二叠世含煤地层主要出露于恩洪复向斜东部边缘及区域主干断裂带附近，其下伏地层广泛分布于恩洪矿区外围，上覆地层（T1、T2）主要在恩洪矿区内分布，见表 1。4.1.2 预计钻井地层剖面（见表 2）依据 恩洪清水沟矿区井田精查报告 和恩洪矿区清水沟井田 1501号钻孔柱状资料，预计本井地层剖面自上而下为（见表 2）：第四系（Q）井深 010 米，厚 10 米，为坡积、残积、河流冲积物，与下伏地层呈不整合接触。三叠系（T）三叠系下统永宁镇组（T1y）井深 1016 米，厚 6 米，为深灰色灰岩，与下伏地层呈断层接触。三叠系下统飞仙关组（T1f）井深16340 米，厚324 米，为滨海及浅海相沉积。上部以紫色泥岩、粉砂岩、细一中粒砂岩不等厚互层组成，岩屑成份以单斜辉石、斜长石、玄武岩屑为主，铁泥质胶结；下部以紫红色泥岩为主，夹少量细砂岩、粉砂岩、岩屑成份以玄武岩为主，绿泥石、钾长石次之，铁泥质胶结。本组层理复杂，以大型斜层理为主，顶部和下部发育水平层理及小型交错层理，含化石，与下伏地层呈假整合接触。三叠系下统卡以头组（T1k）井深340445 米，厚105 米，顶部一般以紫红色、泥岩、砂质、泥岩细条带重复出现，为与飞仙关组分界标志；中、下部主要以灰绿色砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，底部常夹钙质细砂岩薄层。与下伏地层呈整合接触。二叠系 二叠系上统龙潭组（P2l）：井深 445650 米，厚 205 米，为绿 5/24 设计地层分层预测表 表 2 地 层 系 统 代号 设计分层 与下伏地层 接 触 关 系 故 障 提 示 系 统 组 底界深度（m）厚度（m）第四系 Q 10 10 不整合接触 防塌、防漏 三叠系 下统 永宁镇组 T1y 16 6 断 层 接 触 防斜、防卡防漏、防涌 飞仙关组 T1f 340 324 假整合接触 卡以头组 T1k 445 105 整 合 接 触 二叠系 上统 龙 潭 组 T1l 650 205 假整合接触 防斜、防涌防漏 玄武岩组 T1 660 10 未 穿 灰色、灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、菱铁岩、炭质泥岩及煤层组成，含 C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11b、C13、C14、C14b、C15b、C16、C17、C18、C19a、C19b、C21a、C21b、C23b、C24煤层，其中 C9、C16、C21b为本井的目标煤层。二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2）：井深 650660 米，厚 10米，为绿灰色、灰色玄武岩，致密、坚硬，具气孔状方解石，含菱铁质鲕粒。4.2 主要目的煤层及煤层气储层条件 4.2.1 主要目的煤层及分布 恩洪矿区煤系地层为上二叠统龙潭组(P2l)，主要可采煤层集中在中部，其基本情况如下：（1）9煤层 位于 P2l上部，为恩洪矿区唯一全区可采的主要可采煤层，煤厚为2.52.7 米，夹矸 03 层，结构简单，夹矸厚 0.020.2 米，煤层顶、底板岩性主要为泥岩、砂质泥岩及粉砂岩，局部为细砂岩顶板。此煤层对比可靠，全区层位稳定。（2）16煤层 位于 P2l中上部，为本区主采煤层之一，除恩洪矿区龙海沟井田外，6/24 几乎全区可采，仅次于9煤层，厚 1.483.8 米，为中厚煤层，厚度较稳定。本煤层含夹矸 14 层，夹矸厚数厘米至 0.63 米，结构较简单，一般在煤层中下部有一层稳定高岭石泥岩夹矸。煤层顶、底板岩性以泥岩、砂质泥岩为主，局部为粉砂岩或细砂岩。（3）21b煤层 位于 P2l中下部，在恩洪矿区可采，层位较稳定，常分叉形成上、下两层，属薄中厚煤层，厚度不稳定，变化较大，厚 2.14.2 米，含夹矸 13 层，煤层夹矸和顶、底板岩性以泥岩为主，局部为砂岩，煤层对比可靠性较差。4.2.2 煤岩煤质(1)煤岩显微组份：有机组份在 7589%之间，其中以镜质组为主（占 5882%），半镜质组较少(411%)，稳定组份极微；无机组份以粘土矿物为主（12%），次为石英(20%)及硫化物(03.6)。(2)宏观煤岩类型：以亮煤为主，煤的成因类型为陆相煤，其中煤系上部煤层以暗亮煤型（丝质暗亮煤亚型）为主，煤系中部（C8C9）以亮煤（丝质亮煤亚型）为主，中下部（C10C16）亮煤型与暗煤型交替出现（以亮煤型、丝质亮煤亚型为主，暗煤型、丝质暗亮煤亚型次之）。（3）煤质 恩洪矿区主要煤层煤质汇总表平均值(点数)见表(4)煤阶分布规律 恩洪矿区煤阶有明显的分带规律，总体分带线以北东、北北东（局部北西）展布，自北西向南东，依次以 1/3 焦煤焦煤瘦煤无烟煤有序分布排列。区内无论垂向还是平面上，变化规律明显：在垂向上煤层越深、层位愈老、变质程度愈高，上部713号煤层以焦煤为主，局部为 1/3 焦煤及瘦煤，中部1417号煤层以焦煤为主，次为瘦煤，局部出 1/3 焦煤。下部1924号煤层以瘦煤为主。平面上各煤层有由矿区北西向东南方向变质程度增高的分带规律。煤阶以焦煤为主，矿区显微煤岩组份以镜质组为主，由东南向西北变质程度明显降低。7/24 恩洪矿区主要煤层煤质汇总表平均值(点数)表 煤层 原煤工业分析(%)全硫 St,d(%)固定碳FC(%)视密度（ARD）最大 反射率Rmax 煤阶 Wad Ad Vdaf 7-1 0.60 24.31(103)24.83(99)0.18(61)56.56 1.38 1.390 JM 7 0.81 21.86(184)22.59(181)0.19(115)60.00 1.34 1.504 JM 9 0.90 16.02(474)22.09(454)0.20(306)64.84 1.33 1.437 JM 11 0.84 22.27(315)21.29(315)0.17(177)61.51 1.36 1.446 JM 13 0.79 22.91(123)23.72(122)0.16(78)58.34 1.37 1.529 JM 14 0.91 22.83(295)20.45(294)0.25(182)60.83 1.41 1.41 SM JM 15 0.84 21.39(454)20.60(402)1.40(254)61.88 1.37 1.51 SM JM 16 0.81 20.55(503)19.94(487)1.28(321)63.1 1.38 1.58 SM JM 17 0.75 22.47(181)19.39(178)0.98(119)62.03 1.40 1.486 SM JM 19 0.82 21.13(335)18.84(332)3.65(216)63.48 1.42 1.67 SM JM 21 0.82 25.49(508)19.34(505)4.29(316)59.6 1.45 1.61 SM JM 23 0.82 26.20(304)20.27(296)5.22(204)58.35 1.46 1.701 SM JM 24 0.90 29.07(202)21.17(202)6.50(113)55.64 1.45 1.581 SM JM 4.2.3 煤体结构 勘探区内大量的煤田地质勘查钻孔、煤矿井下煤炭开采现况、以及浅部小煤窑井下调查情况表明，本区各煤层的煤体结构主要以原生结构为主，仅在较大断裂附近及受牵引的局部构造部位发育有构造煤。由于构造作用，煤层在受到挤压、搓揉、研磨时，沿层间产生滑动、8/24 蠕动、水平挤压和错动，使煤的原生结构遭到破坏，变成碎粒状、糜棱状、甚至鳞片状或粉状的构造煤。使煤层失去了内生裂隙，割理系统遭到严重破坏，导致煤层的渗透率降低。.2.4 煤层割理、裂缝发育特征 根据煤的割理裂隙镜下观测资料，恩洪矿区煤层割理、裂隙发育，割理密度均大于 300 条/m。参照邻区盘关向斜矿井的实际观测和取样薄片显微分析，具有如下特点：（）主割理（面割理）走向基本与主构造线方向一致；（）次割理（端割理）方向与主构造线近于垂直（次构造线）；（）割理密度大的有三组裂隙，割理密度小的有两组裂隙。此外，矿井观察还发现各矿井内煤层的内生裂隙十分发育。面割理宽度 0.11.0mm，长度 2085mm，端割理宽度 0.050.45mm，长度 1554mm，数据表明，割理的开启性较好。4.2.5 煤层埋深 恩洪矿区总体为轴向北北东近南北向的大型复向斜构造，由向斜构造东南边缘向中心煤层埋藏深度逐渐加深，煤层气勘探区煤层埋深在 300700m。本井目的煤层的预计深度、厚度见表 4：表 4 煤层编号 深、厚度 C9 C16 C21b 底界深度 510 580 610 厚 度 2.85 3.30 4.40 4.3 煤层含气性及分布规律 4.3.1 煤层含气性显示 恩洪矿区在以往煤炭勘探中，发现了个钻孔有煤层气显示。如清水沟井田 42/CK6 孔有煤层气逸出，孔口用火柴点燃，火焰高达 23 米；同时探煤钻具提至地面时，煤层气将煤芯从取煤管中冲出；煤芯刚从钻具中取出时，可听见煤层气嗤嗤逸出声，并常见沿裂缝带9/24 不断有气泡涌出的现象。有一些生产矿井中也有大量的瓦斯涌出现象，井下低洼积水处不断有涌出的气泡，显示煮沸现象。经常发生井下煤与瓦斯突出，及瓦斯燃烧与爆炸事故，矿区内绝大多数生产矿井为高沼矿井。4.3.2 含气量分布特征 通过对恩洪矿区内煤田勘探钻孔煤层气样中甲烷成份含量大于或等于 70%样品，进行分勘查区或构造单元统计，其结果是各勘查区煤层气含量最小值为 0.187.79m3/t，最大值为 3.9231.71m3/t，平均值为 3.3220.13m3/t 之间。恩洪矿区煤层气含量为 0.4530.23m3/t,平均为 7.37m3/t，显示出恩洪矿区煤层气开发前景较好。恩洪矿区随埋深的增加，煤层气成分含量呈现规律性的变化，自上而下按其成分不同，可分为三个带：氮气带：N270%，CO220%，CH410%,煤层垂深一般为 0100米。氮气沼气带：N270%，CH470%,一般埋深为 100140 米。沼气带：CH470%,垂深一般大于 140 米。4.3.3 煤层气含量与埋深关系 恩洪矿区煤层气含量变化大，根据多年的煤田地质勘探和煤矿生产井的实践认识，以及近年来的研究成果，总结得出该区煤层气含量具有一定的规律性。总的看来，煤层气含量与埋深呈正相关系，即煤层气含量开始时随着深度的增加而逐渐增大，但增加到一定程度，煤层气含量则不再增加。这一结论与与模拟试验的结果相一致。4.3.4 主要煤层含气量特征 恩洪矿区主要煤层平均气含量 6.409.65m3/t，一般大于 8m3/t。气含量与埋深在各勘查区表现正或负相关，其中表现为负相关的有：10/24 中段南部普查区、老书桌井田，其余地域以正相关为主，相关系数绝对值变化在 0.130.95 之间，一般在 0.130.21 之间，表明两者关系不甚明显，其干扰因素较多特点，因此，依据各区域甲烷梯度变化值推测制作煤炭予测区含量等值线仅供参考。但在无煤层气样点勘查区和样点较少的浅部区域，根据相关类比，其可靠程度较高。该煤层气含量的富集区主要分布于恩洪矿区清水沟井田的东部、7 井田和老书桌井田（东西两侧高、中部低），其它勘查区也有部份小片富集区分布，一般在中深部较多。（1）9煤层含气量 该煤层在本区广泛分布，为恩洪矿区主要煤层。各勘查区平均气含量 6.409.65m3/t，一般大于 8m3/t。气含量与埋深在各勘查区表现正或负相关，相关系数绝对值变化在 0.130.95 之间，一般在 0.130.21 之间，表现两者关系不甚明显，其干扰因素较多的特点。该煤层气含量的富集区主要分布于恩洪矿区清水沟井田的东部、7 井田和老书桌井田（东西两则高、中部低），其它勘查区也有部份小片富集区分布，一般在中深部较多。（2）C16煤层含气量 该煤层本区广泛分布，为主要煤层之一。各勘查区平均气含量7.9210.33 m3/t，变化幅度不大。气含量与埋深以负相关为主，如老书桌井田、清水沟井田。相关系数的绝对值在 0.100.61 之间，平均0.38，表明有一定相关性。该煤层气含量富集带分布与9煤层相似。（3）C21b煤层含气量 该煤层在本区广泛分布，煤层气平均含量 5.247.86 m3/t，与埋深关系基本表现为相关系数绝对值变化在 0.130.67 之间，一般在0.130.21 之间，表明两者关系不甚明显，其干扰因素较多的特点。11/24 4.4 地质录井项目及要求 由于本区构造比较复杂，为了高质量的建立本井的地层剖面和获得更多的地质信息，为评价本井甚至本区的煤层气开发潜力提供依据，因此参数井要求自二开全井绳索取芯；第四系原则上不要求捞砂样，但必须判定基岩界面，进入基岩至一开完钻，要求每 1 米捞 1 包砂样，并做好鉴定，建立地层剖面。4.4.1 岩芯编录 岩芯编录除按煤田地质所要求的内容外，还应特别注意岩层中每组裂隙的发育情况，包括倾向、倾角、结构面形态、裂隙长度、X 开宽度、充填物、充填类型及裂隙组合类型，研究裂隙与钻井液消耗量的关系，统计岩石 RQD 值。4.4.2 煤芯编录 煤芯编录除按煤田地质所要求的内容及上述岩芯编录的要求外，应详细描述和统计煤芯中面割理、端割理及割理面的密度、视倾角、充填物及充填程度、割理组合类型，同时提出煤层结构柱状。具体要求煤芯描述以下内容：煤层结构 宏观煤岩成分及特征 宏观煤岩类型及特征 煤的结构、构造及其物理性质（颜色、光泽、硬度、强度、断口等）煤的裂隙（内生、外生）发育情况、含有物（包体、结核、化石）、火焰试验等 顶、底板岩芯要特别注意描述其裂隙发育特征 4.4.3 钻时录井 间距要求：全井自二开每 1 米记录 1 个点，临近目标煤层和煤12/24 层为 0.5 米记录一点。要随时记录钻时突变点，以便及时发现煤层，卡准煤层深、厚度等。尽量保持钻井参数的相对稳定，以便提高钻时参数反映地层岩性的有效性，并记录造成假钻时的非地质因素。必须经常核对钻具长度和井深，每打完一个单根和起钻前必须校对井深，井深误差不得超过 0.1 米。全井漏取钻时点数不得超过总数的 0.5%，目的层井段钻时点不得漏取。4.4.4 钻井液录井（1）要求每 8 小时做一次全性能测定；每 2 小时测定一次一般性能（密度、粘度）。（2）煤层井段或发现气体显示异常时，要连续测定钻井液密度、粘度，并做好记录。（3）取煤芯前，要对钻井液作一次全套性能测定。4.5 简易水文观测 全井钻探过程中，均要做好简易水文观测，要求每 10 米记录一次泥浆罐或泥浆池的液面变化，并换算为消耗量。每次起钻后，下钻前要测量井筒水位，同时记录有关数据。注意记录井漏、井涌层位和当时井深以及井内液面变化情况。如遇井漏，要测量其漏失量，记录漏失井段；如遇井涌，要测量井涌层的压力和涌出量，并取水样测定水质类型、总矿化度、氯根含量等。4.6 构造 恩洪矿区主体为一轴向北北东近南北向的大型复向斜构造，其间密集展布的次级向、背斜褶皱构造，并以压扭性、压性主干断裂分隔，以及众多伴生及派生的断裂构造穿插切割。表明主干构造具有多13/24 期性活动及力学性质转化的特点，地质构造较复杂。（1）褶曲 矿区次级褶曲构造自西向东依次为恩洪复向斜、大水咎背斜、平关大坪向斜，轴向近南北向，皆向北倾伏，向南跷起，延伸 1530km，展布面积数十至数百公里。向斜核部出露最新地层为 T2g或 T1y，背斜轴部最老地层为 P2或 P1m层位，两翼地层倾角一般 1030，唯矿区西北部地层为急倾斜。恩洪复向斜：西起富源弥勒断裂，东至平关阿岗断裂，两翼宽 612km，南宽北狭，展布面积约 400km2,为矿区主要褶皱构造。两翼次一级褶曲构造发育。煤层气勘探区就位于恩洪复向斜西翼，对勘探区造成影响的次级褶曲有：燕麦山向斜、法乌向斜、九河新村向斜、朵把朵向斜、墨红卑舍向斜、独木背斜等；褶曲延伸方向与主轴线平行，南端与东侧主干断裂锐角相交，褶皱形迹明显，向北逐渐消失。（2）断裂 本区主干大断裂为富源弥勒断裂，两侧次级断裂发育，与主干断裂呈锐角相交，远离主干断裂则逐渐消失，其中西侧以压扭性断裂为主，而东侧 X 扭性断裂较为发育。煤层气勘探区内，近南北向、北东向压扭、X 扭性断裂发育，自北向南依次作右旋雁行斜列展布。4.7 水文地质条件 本区处于高原山区，以中低山为主，一般地形切割较强烈，沟谷发育，排泄条件较好。煤系及上覆地层 T1k、T1f和下伏地层 P2富水性弱，T1y 及 T2g 以灰岩为主，岩溶裂隙较发育，富水性较强，但与煤系地层有数百米的隔水层或弱含水层相隔，对煤系地层影响较小，总体看各水文地质单元地下水力联系不强，水文地质条件属简单类型。14/24 按岩性、岩溶裂隙发育程度及富水性将本区划分为以下含水层：栖霞、茅口组（P1q+m）为裂隙岩溶含水层 峨眉山玄武岩组（P2）为孔隙裂隙极弱含水层 龙潭组（P2l）为裂隙弱含水层 卡以头组下段（T1k1）为裂隙极弱含水层 卡以头上段与飞仙关组（T1k2+T1f）为裂隙弱含水层 永宁镇组、个旧组（T1y+T2g）为裂隙岩溶含水层 4.8 地球物理测井（1）地面测井仪器必须使用数控测井仪，同时记录数字文件和模拟曲线。（2）整个二开井段进行标准测井。测井项目有：自然伽码、自然电位、深双侧向、双井径。深度比例为 1：500。（3）在煤系地层和甲方现场代表认为有意义的其它井段进行综合测井。测井项目有：深、浅双侧向、微球形聚焦、自然伽玛、自然电位、双井径、补偿密度、补偿中子、补偿声波和井温（连续或点测，点间距 20m），深度比例为 1：200。（4）在目的煤层上下 20 米（含煤层）井段测 1：50 放大曲线，加密采样点。（5）井斜测量：原则上要求全井连续进行井斜测量，包括井斜角和方位角。如点测，点间距为 25 米。（6）生产套管固井后要进行固井质量检查测井。测井项目有声幅、自然伽玛、磁定位、声波变密度。深度比例 1：200。（7）试井前必须进行井径测量。（8）测井作业规程及其它，均按中联公司颁发的煤层气井测井作业规程执行。4.8 地层测试 15/24(1)地层测试目的 了解主要煤层的裂隙发育情况和煤层渗透率；了解主要煤层的地层压力及其边界；了解主要煤层的原地应力状况。(2)地层测试目标煤层 C9、C16、C21b号煤层(3)地层测试项目 注入/压降试井 原地应力测试(4)地层测试应获取的主要参数 煤层渗透率 储层压力及储层压力梯度 储层温度 原地应力及压力梯度等 原地应力 表皮系数 调查半径 气、水产量(5)地层测试方法与程序 根据煤层气开发和评价的需要，该井的试井程序采用前进式方式进行试井。即钻穿一层测试一层，自上而下逐层测试。4.10 煤样采集与分析测试 煤层气勘探井的重要任务之一是采集煤芯样品，测定气含量、等温吸附实验等煤储层参数。样品采集原则如下：(1)煤层顶底板岩层：对 C9、C16、和 C21b号煤层的顶底板应采集必要的岩样，作相应的孔16/24 隙度、渗透率测试和力学性质测试。一般每层煤的顶板和底板各采集2-4 个岩样为宜。(2)煤层 煤芯样的采集,要求每米不少于 1 个解吸样,每层煤必须采集 1 个快速解吸样,2 个等温吸附样.具体采样要求严格按照样品测试设计进行.5 钻进工程 5.1 井身结构及套管程序 井身结构及套管程序见表 5、表 6 参数井井身结构及套管程序表表 5 开 钻序 号 井径 mm 钻达井深 m 套管尺寸 mm 钢级 壁厚 mm 套管下深 m 备注 一开 130 30 108 J55 8 29 不固井 二开 81 660 含水层及井口分段固井 生产井井身结构及套管程序表表 6 开 钻序 号 井径 mm 钻达井深 m 套管尺寸 mm 钢级 壁厚 mm 套管下深 m 备注 一开 311.15 30 244.5 J55 8.94 29 水泥返至 地面 二开 215.9 660 139.7 J55 7.72 660 水泥返深305m 井身结构示意图见图 2 因地层预计深度及见煤深度可能与实际有一定的偏差.为便于施工管理,可依据下述原则灵活掌握,但必须征得中联公司的同意，其深度掌握原则为:表层套管浓度为穿过基岩风化壳 20m 为宜，完钻井深在C21b煤层以下 50m。17/24 5.2 井身质量 5.2.1 完钻井深，井斜，井径扩大率及井壁要求 完钻井深要符合甲方监理和完钻原则及设计要求，最大全角变化率不得大于1.3/30m，井底最大位移不得超过 10m，井径扩大率一般要求小于 20%，表层及煤层段要求小于 25%。5.2.2 井斜测量 为了防止井斜超标，确保井身的垂直度，要求每钻进 100 米左右测量一次井斜，根据测量结果及时调整井架及有关施工参数，保证井斜控制在设计要求的 X 围内。5.3 取芯质量及要求 根据该井钻探目的和任务，本井自二开全井采取绳索取芯。具体要求如下：（1）岩煤芯收获率80%。（2）必须采用绳索取芯工艺和半合管式取芯器。（3）地质人员要做好见煤预告，见煤前应及时通知各有关人员，提前做好各项准备工作。（4）进入煤层后，每个回次进尺控制在 1.5m 以内。（5）煤芯上提时间，从割芯开始到提出井口止的时间20 分钟。（6）为减少煤芯的气体损失，取芯提钻时应边提钻边往井内注入钻井液，使钻井液尽可能地充满井筒，从而尽可能地缩短煤芯在空气中的暴露时间。煤芯到达地面后出筒、丈量、拍照、装罐时间10 分钟，并立即开始现场解吸。（7）为了避免钻井液冲刷煤芯，采取煤芯时应采用适宜的技术参数。（8）取出的岩心及采样后的煤芯，应及时进行编录和描述。编录和描述后的煤芯及顶、底板岩芯，要妥善保管，不得露天存18/24 放，完井验收后负责送至甲方指定的岩心库保存。5.4 钻井液性能 根据中联公司对钻井液使用的要求，结合近年来煤层气钻井施工冲洗液使用的成功经验，本井选用 PHP-HPAN 不分散低固相泥浆；煤系上覆层段采用低固相钻井液，煤系地层采用无固相钻井液，清水采煤。各井段钻井液性能要求见表 7。各井段钻井液性能指标表 表 7 井 段 密 度 粘 度 胶体率%失水量 ml/30min 固相 含量%含砂量%PH值 泥饼厚mm 漏斗 塑性 表 层 1.05-1.08 30-40 20-30 98 4-8 7 4 9 1-2 非煤层 1.03-1.05 18-22 15-20 98 8-10 6 2 8-7 0.5 煤 系 1.01-1.02 16-18 10-15 80 15-20 1 1 8-7 0.4 坍 漏 1.02-1.03 25-28 20 98 10-12 4 2 8-7 0.5 钻进过程中，要求根据测量结果不断对钻井液进行优化调整，确保钻井液既能保证正常施工，又尽可能的降低对煤层原生结构的伤害。5.5 固井及其质量要求 固井作为完井前一项十分重要的施工作业，其质量的好坏，直接关系到能否经受合理的射孔、酸化、压裂考验，因此施工前一定要认真研究设计，周密部署，确保万无一失。（1）固井必须使用 APIG 级（或相当级别）水泥，生产套管固井水泥浆比重为 1.5.6g/cm3，API 失水小于 100ml。（2）水泥返高要求。表层套管固井水泥返至地面。生产套管固井水泥返深 305mm。（3）水泥环质量要求 检测水泥环胶结质量的声幅值必须30%。19/24 煤系井段上、下连续各 15m 以上胶结质量必须满足声幅值 25%，并且不得发生窜漏现象。表层套管靠近管鞋 50m，技术套管靠近管鞋 5m 必须封固合格（声幅值30%）。（4）套管柱试压 套管柱试压应在声幅值测井后，人工井底符合规定（人工井底距煤层40m）条件后进行。套管柱试压标准见表 8。套管柱试压标准 表 8 套管规格 试压标准 允许压降 mm In MPa MPa/30min 224.5 95/8 10.0 0.5 139.7 51/2 20.0 0.5 注：试压压力均不得超过套管抗内压屈服强度的 80%。套管规格严格按设计要求选用，若有变动须经甲方同意。对现场使用的套管必须有各项性能指标的测试数据，并且均达到 API 标准。固井质量不合格，必须采取补救措施。由乙方拿出补救方案，经甲方审批后实施。经补救达到要求的亦为固井质量合格。5.6 环境保护要求（1）本着“谁污染，谁治理”的原则，按照国家颁布的各项法规和当地环保部门的标准要求执行。（2）泥浆处理剂要集中存放，并且要有防护措施。（3）井场废水、废泥浆要设置专门的排放坑，不得随意排放。（4）钻屑、废料等不得随意乱扔、乱放，要集中存放，集中处理。（5）完井后做到：工完、料净、井场清，做好地貌恢复工作。（6）交井井场必须保平整，无杂物。20/24 5.7 各阶段施工要求（1）一开阶段：该井段地层主要以第四系坡积、残积、河流冲积物为主，钻进中要注意：防止井漏、垮塌。要严格控制钻压，防止井斜，以保证井身垂直，下套管顺利。准备足够的堵漏材料，以保证施工的正常进行。确认进入基岩 20 米后方可停钻下套管。（2）二开阶段：做好钻头及钻进参数的优选工作，以提高钻井速度。严格控制钻井参数，坚持每 100 米左右测量一次井斜。把井斜控制在要求的 X 围内，以保证后续施工的正常进行。储层压力一般随埋藏深度的增加而增加。根据区域地质、煤田地质资料，预测该区煤储层压力梯度为 10-12Kpa/m。据此，可对钻井液及施工参数进行调整，维持近平衡钻进。由于本区构造较复杂，钻遇煤层较多，为了更准确的做好见煤预告，要求地质人员进入煤系地层后，及时做好三编工作，不断的与邻井资料进行分析、对比、指导钻机施工；要求各工程人员必须按照地质人员的要求下达各项指令，各司钻在钻进中必需对非目的煤层进行钻探判层，为地质人员提供更多的分析、对比基础数据。（3）完井阶段：做好井眼准备，以保证电测井、下生产套管、固井等作业顺利进行。套管上扣扭矩必须满足规 X 要求，必须使用套管密封脂。按设计要求装好井口，并试压。完井井口（即 5 1/2套管接箍顶），高度要小于 0.30 米。21/24 井口平面必须保证水平。在交井前要用丝堵将井口封牢。5.8 其它技术要求 钻井过程中，应严格按照地质设计要求施工。中联煤层气 XX 公司有权根据实际情况适当修改本设计，使其进一步完善。施工单位在钻井过程中，应及时做好见煤预告，确保煤芯采取率，见煤预告应及时通知钻机工程人员。所有测试分析项目所用仪器、设备和记录表格等应事先准备齐全，并在测试前运至井场，做好各项检修工作。5.9 施工周期 1）参数井阶段 施工周期 42 天，详见表 9 EH01 井参数井施工进度计划表 表 9 序号 井 段 作 业 内 容 天 数 累计天数 注 1 030 130m 开孔下 108m 表套导向管 1.5 1.5 2 30500 绳钻取芯钻进 14 15.5 3 500555 绳钻采 C9煤、测井、试井 6.5 22 4 555600 绳钻采 C16煤、测井、试井 6.5 28.5 5 600630 绳钻采 C21b煤、测井、试井 6.5 35 6 630660 绳钻，打测井口袋 2 37 7 测井 1 38 8 处理涌漏 4 42 22/24 2）生产试验井阶段 施工周期 18 天，详见表 10。EH-01 井生产试验井施工进度计划表 表 10 序号 井 段 作 业 内 容 天 数 累计天数 1 030 起108mm导向管、311.15mm钻头扩孔，下244.45mm 表套固井 4 4 2 30660 215.9mm 扩孔 6 10 3 测井 1 11 4 下139.7mm 套管、固井、测声幅 4 15 5 处理涌漏 3 18 6 资料提交及其要求 6.1 设计资料 议标书。地质设计。钻井工程施工设计。固井设计。地球物理测井设计。6.2 地质资料（1）地质原始资料 地质日志。地质班报表。录井草图（全井 1500，煤系地层 1200）。煤层取芯登记表，取芯统计表。岩芯、煤芯照片等。岩芯（包括煤芯）描述表，岩屑描述表。23/24 简易水文观测记录。井口坐标实际测量成果。（2）地质成果资料。完井地质总结报告 10 份，磁盘 1 份。综合柱状图（1500 和 1200 及 150）各 10 份，透明图 1 份。6.3 钻井工程资料（1）钻井工程原始资料。钻井班报表。钻井日报表。钻井井史。钻具丈量记录。井下复杂情况和钻井事故报告。泥浆班报表。钻时记录表。套管记录表。完井交接书。（2）钻井工程成果资料：钻井工程总结报告 10 份，磁盘 1 份。泥浆技术总结报告 10 份，磁盘 1 份 固井施工总结报告 10 份，磁盘 1 份 6.4 地球物理测井（1）测井原始资料 测井原始记录 现场回放曲线 测井数据磁盘，必须转为 31/2软盘 现场测井解释小结 24/24（2）测井成果资料 标准测井图（1500，10 份，透明图 1 份）组合测井图（1200，10 份，透明图 1 份）综合解释成果图（1200，10 份，透明图 1 份）煤层井段组合曲线放大图（150，10 份，透明图 1 份）固井质量检查图（1500，10 份，透明图 1 份）井斜投影图（10 份，透明图 1 份）测井解释表（10 份，磁盘 1 份）测井解释报告（10 份，磁盘 1 份）6.5 资料提交要求（1）测井数据软盘，在施工结束后立即提供。（2）现场回放的测井曲线，要在单项采集作业完毕后随即提供。（3）现场测井解释小结，于全部测井项目进行完毕 2 天内提供。（4）测井解释报告和所有正式测井曲线图，在完井后 7 天内提交。（5）钻井工程技术总结报告、完井地质总结报告在完井后30 天内提交。（6）其它各项需要提交的资料，要在完井验收前进行整理、装订，于完井验收时一并提交。（7）所有钻井、地质、测井成果报告及图件均先提交二份送审稿。待批审后，按规定一并复制上交。