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1、煤层气钻井工程设计本讲稿第一页，共四十四页既要坚持科学态度，积极采用新工艺、新技术、新设既要坚持科学态度，积极采用新工艺、新技术、新设既要坚持科学态度，积极采用新工艺、新技术、新设既要坚持科学态度，积极采用新工艺、新技术、新设备和新材料备和新材料备和新材料备和新材料又要制定合理、简单可靠的技术工艺流程，减少投资，降又要制定合理、简单可靠的技术工艺流程，减少投资，降又要制定合理、简单可靠的技术工艺流程，减少投资，降又要制定合理、简单可靠的技术工艺流程，减少投资，降低成本低成本低成本低成本同时便于生产管理，正确处理技术先进与经济合理的关系同时便于生产管理，正确处理技术先进与经济合理的关系同时便于生

2、产管理，正确处理技术先进与经济合理的关系同时便于生产管理，正确处理技术先进与经济合理的关系钻井工程设计原则钻井工程设计原则钻井工程设计原则钻井工程设计原则本讲稿第二页，共四十四页钻井工程设计类型钻井工程设计类型钻井工程设计类型钻井工程设计类型A.煤层气钻井工程技术方案煤层气钻井工程技术方案（通常由作业者起草）（通常由作业者起草）（通常由作业者起草）（通常由作业者起草）B.煤层气钻井工程施工设计煤层气钻井工程施工设计（通常由施工者编制）（通常由施工者编制）（通常由施工者编制）（通常由施工者编制）a.a.a.a.煤层气钻井工程施工设计煤层气钻井工程施工设计煤层气钻井工程施工设计煤层气钻井工程施工设

3、计 （参见（参见（参见（参见煤层气钻井工程施工设计格式煤层气钻井工程施工设计格式煤层气钻井工程施工设计格式煤层气钻井工程施工设计格式）b.b.b.b.煤层气地质录井施工设计煤层气地质录井施工设计煤层气地质录井施工设计煤层气地质录井施工设计 （参见（参见（参见（参见煤层气地质录井施工设计格式煤层气地质录井施工设计格式煤层气地质录井施工设计格式煤层气地质录井施工设计格式）c.c.c.c.煤层气测井施工设计煤层气测井施工设计煤层气测井施工设计煤层气测井施工设计 （参见（参见（参见（参见煤层气测井作业规程煤层气测井作业规程煤层气测井作业规程煤层气测井作业规程）d.d.d.d.煤层气固井施工设计煤层气固

4、井施工设计煤层气固井施工设计煤层气固井施工设计 e.e.e.e.煤层气试井施工设计煤层气试井施工设计煤层气试井施工设计煤层气试井施工设计 f.f.f.f.煤层气分析测试设计煤层气分析测试设计煤层气分析测试设计煤层气分析测试设计本讲稿第三页，共四十四页1.1.1.1.前言前言前言前言1.1 1.1 1.1 1.1 井位及基本参数井位及基本参数井位及基本参数井位及基本参数1.2 1.2 1.2 1.2 工程目的工程目的工程目的工程目的1.3 1.3 1.3 1.3 设计依据设计依据设计依据设计依据1.4 1.4 1.4 1.4 地质背景地质背景地质背景地质背景1.5 1.5 1.5 1.5 采用技

5、术标准采用技术标准采用技术标准采用技术标准2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.1 2.1 2.1 2.1 完井原则与井深设计完井原则与井深设计完井原则与井深设计完井原则与井深设计2.2 2.2 2.2 2.2 钻遇地层预测与故障提示钻遇地层预测与故障提示钻遇地层预测与故障提示钻遇地层预测与故障提示2.3 2.3 2.3 2.3 地质录井设计地质录井设计地质录井设计地质录井设计2.4 2.4 2.4 2.4 地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计2.5 2.5 2.5 2.5 取芯与测试设计取芯与测试设计取芯与测试设计取芯与测试设计2.6 2.6 2.6

6、 2.6 煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.1 3.1 3.1 3.1 工程设计步骤工程设计步骤工程设计步骤工程设计步骤3.2 3.2 3.2 3.2 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计3.3 3.3 3.3 3.3 钻井循环介质设计钻井循环介质设计钻井循环介质设计钻井循环介质设计3.4 3.4 3.4 3.4 取心设计取心设计取心设计取心设计3.5 3.5 3.5 3.5 固井工程设计固井工程设计固井工程设计固井工程设计技术方案设计提纲技术方案设计提纲技术方案设计提纲技术方案设计提纲 本讲稿第四页，共四十

7、四页1.1.1.1.前言前言前言前言1.1 1.1 1.1 1.1 井位及基本参数井位及基本参数井位及基本参数井位及基本参数 通常，为了简明地表达其工程特性，在设计的开篇大多先列出设计井的一些基本参数。一般通常，为了简明地表达其工程特性，在设计的开篇大多先列出设计井的一些基本参数。一般通常，为了简明地表达其工程特性，在设计的开篇大多先列出设计井的一些基本参数。一般通常，为了简明地表达其工程特性，在设计的开篇大多先列出设计井的一些基本参数。一般包括以下基本参数：包括以下基本参数：包括以下基本参数：包括以下基本参数：井井井井 号：号：号：号：井的类型：井的类型：井的类型：井的类型：指明设计井为取芯

8、井、还是生产试验井还是开发井。指明设计井为取芯井、还是生产试验井还是开发井。指明设计井为取芯井、还是生产试验井还是开发井。指明设计井为取芯井、还是生产试验井还是开发井。设计坐标：设计坐标：设计坐标：设计坐标：纵纵纵纵(X)(X)(X)(X)：横横横横(Y)(Y)(Y)(Y)：标标标标 高：高：高：高：地理位置：地理位置：地理位置：地理位置：构造位置：构造位置：构造位置：构造位置：目的煤层：目的煤层：目的煤层：目的煤层：包括用于气含量测定的取芯目的煤层、试井的主要煤层以及将要进行压裂排采的主要煤包括用于气含量测定的取芯目的煤层、试井的主要煤层以及将要进行压裂排采的主要煤包括用于气含量测定的取芯目

9、的煤层、试井的主要煤层以及将要进行压裂排采的主要煤包括用于气含量测定的取芯目的煤层、试井的主要煤层以及将要进行压裂排采的主要煤层。层。层。层。设计井深：设计井深：设计井深：设计井深：完井层位：完井层位：完井层位：完井层位：本讲稿第五页，共四十四页A.A.A.A.参数井参数井参数井参数井 取全取准各类煤储层参数：包括煤层厚度、煤层埋藏深度、煤岩煤质、煤取全取准各类煤储层参数：包括煤层厚度、煤层埋藏深度、煤岩煤质、煤层气含量、煤的吸附常数与等温吸附曲线、煤及其顶底板的力学性质、储层压力、煤层渗透率、层气含量、煤的吸附常数与等温吸附曲线、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。原地

10、应力等。B.B.B.B.生产试验井生产试验井生产试验井生产试验井(单井单井单井单井)获取获取储层评价或产能评价必须的实际的储层评价或产能评价必须的实际的生产数据及相生产数据及相关的工程参数关的工程参数。在获得较为理想的煤储层实测参数的基础上，进一步对主要煤层进行水力压在获得较为理想的煤储层实测参数的基础上，进一步对主要煤层进行水力压裂和排采试验。裂和排采试验。C.C.C.C.先导性试验井组先导性试验井组先导性试验井组先导性试验井组 获取储层评价或产能评价必须的实际的井组获取储层评价或产能评价必须的实际的井组生产数据及生产数据及相关的工程参数相关的工程参数。D.D.D.D.生产井生产井生产井生产

11、井 以施工高质量井和获得高产气井为主要工程目的。以施工高质量井和获得高产气井为主要工程目的。1.1.1.1.前言前言前言前言1.2 1.2 1.2 1.2 工程目的工程目的工程目的工程目的本讲稿第六页，共四十四页本设计是在以往大量的煤田地质勘探成果和煤层气资源本设计是在以往大量的煤田地质勘探成果和煤层气资源评价评价以及勘探开发基础上进行的，本设计所依据的主要资料有：以及勘探开发基础上进行的，本设计所依据的主要资料有：井田煤田地质详查报告井田煤田地质详查报告 井田煤田地质精查报告井田煤田地质精查报告 煤层气煤层气参数井和参数井和 煤层气生产试验井成果煤层气生产试验井成果 煤层气勘探开发煤层气勘探

12、开发成果等成果等1.1.1.1.前言前言前言前言1.3 1.3 1.3 1.3 设计依据设计依据设计依据设计依据本讲稿第七页，共四十四页地层地层构造构造煤系煤系煤层等煤层等1.1.1.1.前言前言前言前言1.4 1.4 1.4 1.4 地质背景地质背景地质背景地质背景本讲稿第八页，共四十四页1.1.1.1.前言前言前言前言1.5 1.5 1.5 1.5 采用技术标准采用技术标准采用技术标准采用技术标准国家标准国家标准GB/T 195592004 GB/T 195592004 煤层气含量测定方法煤层气含量测定方法GB/T 195602004 GB/T 195602004 煤的高压等温吸附实验方法

13、（容量法）煤的高压等温吸附实验方法（容量法）企业标准企业标准煤层气钻井工程质量验收评级标准煤层气钻井工程质量验收评级标准 煤层气钻井工程作业规程煤层气钻井工程作业规程煤层气地质录井作业规程煤层气地质录井作业规程煤层气测井作业规程煤层气测井作业规程煤层气井注入煤层气井注入/压降试井技术规范压降试井技术规范煤层气井压裂技术规范煤层气井压裂技术规范煤层气井排采工程技术规范煤层气井排采工程技术规范本讲稿第九页，共四十四页2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.1 2.1 2.1 2.1 完井原则与井深设计完井原则与井深设计完井原则与井深设计完井原则与井深设计 考虑到排采过程中需要留有一定砂

14、袋，因此煤层气井完井考虑到排采过程中需要留有一定砂袋，因此煤层气井完井基本原则是钻至最下一个目的煤层底界之下基本原则是钻至最下一个目的煤层底界之下404060m60m完钻。完钻。本讲稿第十页，共四十四页2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.2 2.2 2.2 2.2 钻遇地层预测与故障提示钻遇地层预测与故障提示钻遇地层预测与故障提示钻遇地层预测与故障提示 根据本区地层条件，预计钻遇的主要地层如表所示。各井预想柱状根据本区地层条件，预计钻遇的主要地层如表所示。各井预想柱状图见图见“井身结构与预想柱状图井身结构与预想柱状图”。表表 晋城预计钻遇的主要地层及钻井工程故障提示表晋城预计钻

15、遇的主要地层及钻井工程故障提示表地地层层代代号号故障提示故障提示系系统统组组第四系第四系Q防塌、防漏、防斜防塌、防漏、防斜二叠系二叠系上上统统上石盒子上石盒子组组P2s防斜、防漏、防涌防斜、防漏、防涌下下统统下石盒子下石盒子组组P1x山西山西组组P1s石炭系石炭系上上统统太原太原组组C3t中中统统本溪本溪组组C2b奥陶系奥陶系中中统统峰峰峰峰组组O2f防漏、防涌防漏、防涌本讲稿第十一页，共四十四页地质录井执行地质录井执行地质录井执行地质录井执行煤层气地质录井作业规程煤层气地质录井作业规程煤层气地质录井作业规程煤层气地质录井作业规程。煤层气井钻井过程中的地质录井应包括以。煤层气井钻井过程中的地质

16、录井应包括以。煤层气井钻井过程中的地质录井应包括以。煤层气井钻井过程中的地质录井应包括以下几个方面：下几个方面：下几个方面：下几个方面：1 1）岩煤屑录井）岩煤屑录井）岩煤屑录井）岩煤屑录井非煤系地层每非煤系地层每非煤系地层每非煤系地层每2 24m4m捞取捞取捞取捞取1 1包；煤系地层每包；煤系地层每包；煤系地层每包；煤系地层每1 12m12m1包；目的层段（煤层）每包；目的层段（煤层）每包；目的层段（煤层）每包；目的层段（煤层）每0.5m10.5m1包。包。包。包。2 2）钻时录井）钻时录井）钻时录井）钻时录井非煤系地层每非煤系地层每非煤系地层每非煤系地层每1 12m2m记录记录记录记录1

17、1个点；煤系地层每个点；煤系地层每个点；煤系地层每个点；煤系地层每0.50.51m1m记录记录记录记录1 1个点；目的层井段每个点；目的层井段每个点；目的层井段每个点；目的层井段每0.1m0.1m记录记录记录记录1 1个个个个点。点。点。点。3 3）钻井循环介质录井）钻井循环介质录井）钻井循环介质录井）钻井循环介质录井准确记录测点井深的钻井循环介质性能资料，如钻井循环介质的类型、密度、粘度、准确记录测点井深的钻井循环介质性能资料，如钻井循环介质的类型、密度、粘度、准确记录测点井深的钻井循环介质性能资料，如钻井循环介质的类型、密度、粘度、准确记录测点井深的钻井循环介质性能资料，如钻井循环介质的类

18、型、密度、粘度、失水量、泥饼、切力、失水量、泥饼、切力、失水量、泥饼、切力、失水量、泥饼、切力、pHpH值、含砂量、氯离子含量等。值、含砂量、氯离子含量等。值、含砂量、氯离子含量等。值、含砂量、氯离子含量等。2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.3 2.3 2.3 2.3 地质录井设计地质录井设计地质录井设计地质录井设计本讲稿第十二页，共四十四页地球物理测井将执行地球物理测井将执行煤层气测井作业规程煤层气测井作业规程。煤层气井测井包括：。煤层气井测井包括：裸眼标准测井裸眼标准测井裸眼综合测井裸眼综合测井固井质量检查测井等。固井质量检查测井等。2.2.2.2.地质设计地质设计地质设

19、计地质设计2.4 2.4 2.4 2.4 地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计本讲稿第十三页，共四十四页裸眼标准测井是对全井进行测井（深度比例为裸眼标准测井是对全井进行测井（深度比例为1:500），用以划分地层，判），用以划分地层，判别岩性。裸眼标准测井的测井项目有：别岩性。裸眼标准测井的测井项目有：l双侧向双侧向（DLL）单位：单位：.ml自然电位（自然电位（SP）单位：单位：mvl自然伽马（自然伽马（GR）单位：单位：APIl双井径（双井径（CAL）单位：单位：cm1 1）裸眼标准测井）裸眼标准测井2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.4 2.4

20、2.4 2.4 地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计本讲稿第十四页，共四十四页2）裸眼综合测井）裸眼综合测井裸眼综合测井是对煤系地层和认为有必要的其它井段进行更细致的测井，用以进裸眼综合测井是对煤系地层和认为有必要的其它井段进行更细致的测井，用以进行岩性分析、划分煤层及夹矸、划分和判断含水层等。裸眼综合测井的测井项目为：行岩性分析、划分煤层及夹矸、划分和判断含水层等。裸眼综合测井的测井项目为：l双测向双测向（DLL）单位：单位：.ml微球形聚焦（微球形聚焦（MSFL）单位：单位：.ml自然伽马（自然伽马（GR）单位：单位：APIl自然电位自然电位（SP）单位：单位：

21、mvl双井径（双井径（CAL1）（）（CAL2）单位：单位：cml补偿密度（补偿密度（DEN）单位：单位：g/cm3l补偿中子（补偿中子（CNL）单位：单位：P.U.l补偿声波（补偿声波（AC）单位：单位：s/ml井温（井温（TEMP）（连续曲线）（连续曲线）单位：单位：2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.4 2.4 2.4 2.4 地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计本讲稿第十五页，共四十四页3）固井质量检查测井）固井质量检查测井固井质量检查测井是在固井后进行的全井段地球物理测井，测井的固井质量检查测井是在固井后进行的全井段地球物理测井，测井的主要

22、项目为声幅、自然伽马、套管接箍测井、声波变密度测井。主要项目为声幅、自然伽马、套管接箍测井、声波变密度测井。2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.4 2.4 2.4 2.4 地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计本讲稿第十六页，共四十四页地球物理测井将执行地球物理测井将执行煤层气测井作业规程煤层气测井作业规程。煤层气井测井包括裸眼。煤层气井测井包括裸眼标准测井、裸眼综合测井、固井质量检查测井等。标准测井、裸眼综合测井、固井质量检查测井等。1）裸眼标准测井）裸眼标准测井裸眼标准测井是对全井进行测井（深度比例为裸眼标准测井是对全井进行测井（深度比例为1:50

23、0），用以划分地层，判别），用以划分地层，判别岩性。裸眼标准测井的测井项目有：岩性。裸眼标准测井的测井项目有：l双侧向双侧向（DLL）单位：单位：.ml自然电位（自然电位（SP）单位：单位：mvl自然伽马（自然伽马（GR）单位：单位：APIl双井径（双井径（CAL）单位：单位：cm2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.4 2.4 2.4 2.4 地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计地球物理测井设计本讲稿第十七页，共四十四页煤层气参数井的工程目的主要是通过取心分析和测试，取全取准煤煤层气参数井的工程目的主要是通过取心分析和测试，取全取准煤层厚度、煤层埋藏深度、煤岩煤质、

24、煤层气含量、煤的吸附常数与等温层厚度、煤层埋藏深度、煤岩煤质、煤层气含量、煤的吸附常数与等温吸附曲线、煤及其顶底板的力学性质、储层压力、煤层渗透率、原地应吸附曲线、煤及其顶底板的力学性质、储层压力、煤层渗透率、原地应力等主要煤储层参数，为开发项目提供储层资料。力等主要煤储层参数，为开发项目提供储层资料。2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.5 2.5 2.5 2.5 取芯与取芯与取芯与取芯与分析测试样品设计分析测试样品设计分析测试样品设计分析测试样品设计本讲稿第十八页，共四十四页1）取芯设计与岩煤芯录井）取芯设计与岩煤芯录井岩、煤芯录井是对取心钻进中钻取的岩、煤芯进行分层、鉴定、

25、描岩、煤芯录井是对取心钻进中钻取的岩、煤芯进行分层、鉴定、描述，达到建立岩性剖面目的。煤芯到达井口后的出筒、丈量、拍照、装述，达到建立岩性剖面目的。煤芯到达井口后的出筒、丈量、拍照、装罐等时间不大于罐等时间不大于10min。2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.5 2.5 2.5 2.5 取芯与取芯与取芯与取芯与分析测试样品设计分析测试样品设计分析测试样品设计分析测试样品设计本讲稿第十九页，共四十四页2）测试分析样品设计）测试分析样品设计根据煤层气参数井的工程目的，主要分析项目包括煤层气含量测定、煤层根据煤层气参数井的工程目的，主要分析项目包括煤层气含量测定、煤层气气体组分分析、

26、煤样的煤岩煤质分析、煤的元素分析、煤样及其煤层顶底板岩气气体组分分析、煤样的煤岩煤质分析、煤的元素分析、煤样及其煤层顶底板岩样的岩石力学性质测试等。煤芯样主要测试项目：煤层含气量测定（直接法）及样的岩石力学性质测试等。煤芯样主要测试项目：煤层含气量测定（直接法）及气组分析；工业分析、固定炭、真密度、视密度、元素分析等煤质分析；煤岩显气组分析；工业分析、固定炭、真密度、视密度、元素分析等煤质分析；煤岩显微组分和矿物含量测定、镜质体反射率测定煤岩分析；等温吸附微组分和矿物含量测定、镜质体反射率测定煤岩分析；等温吸附等温吸附实验；等温吸附实验；抗压强度、剪切模量、杨氏模量、泊松比等力学性质等。根据测

27、试需要，煤样的抗压强度、剪切模量、杨氏模量、泊松比等力学性质等。根据测试需要，煤样的采集一般每采集一般每0.5m采集采集1个煤层气含量测定样品，每层煤采集个煤层气含量测定样品，每层煤采集13个等温吸附样品和个等温吸附样品和其它测试分析样品。其它测试分析样品。2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.5 2.5 2.5 2.5 取芯与取芯与取芯与取芯与分析测试样品设计分析测试样品设计分析测试样品设计分析测试样品设计本讲稿第二十页，共四十四页表表 单井样品采集数量及分析项目计划表单井样品采集数量及分析项目计划表序号序号序号序号分分分分 析析析析 测测测测 试试试试 项项项项 目目目目样样

28、样样 品品品品 数数数数*号煤层号煤层号煤层号煤层*号煤层号煤层号煤层号煤层合计合计合计合计1 1 1 1煤层气含量测定煤层气含量测定煤层气含量测定煤层气含量测定2 2 2 2气体成分分析气体成分分析气体成分分析气体成分分析3 3 3 3等温吸附试验（平衡水条件下）等温吸附试验（平衡水条件下）等温吸附试验（平衡水条件下）等温吸附试验（平衡水条件下）4 4 4 4煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析煤的工业分析5 5 5 5煤岩显微组分定量分析煤岩显微组分定量分析煤岩显微组分定量分析煤岩显微组分定量分析6 6 6 6镜质组反射率测定镜质组反射率测定镜质组反射率测定镜质组反射率测定7 7 7 7煤

29、的真密度、视密度煤的真密度、视密度煤的真密度、视密度煤的真密度、视密度8 8 8 8煤的元素分析煤的元素分析煤的元素分析煤的元素分析9 9 9 9煤的岩力学性质煤的岩力学性质煤的岩力学性质煤的岩力学性质10101010煤层顶板孔隙度煤层顶板孔隙度煤层顶板孔隙度煤层顶板孔隙度11111111煤层顶板渗透率煤层顶板渗透率煤层顶板渗透率煤层顶板渗透率12121212煤层顶板岩力学性质煤层顶板岩力学性质煤层顶板岩力学性质煤层顶板岩力学性质13131313煤层底板孔隙度煤层底板孔隙度煤层底板孔隙度煤层底板孔隙度14141414煤层底板渗透率煤层底板渗透率煤层底板渗透率煤层底板渗透率15151515煤层底

30、板岩力学性质煤层底板岩力学性质煤层底板岩力学性质煤层底板岩力学性质2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.5 2.5 2.5 2.5 取芯与取芯与取芯与取芯与分析测试样品设计分析测试样品设计分析测试样品设计分析测试样品设计本讲稿第二十一页，共四十四页1）工程目的）工程目的l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裂隙发育情况和煤层渗透率l了解钻井过程中钻井液对煤层的伤害程度了解钻井过程中钻井液对煤层的伤害程度l了解主要煤层的地层压力及其边界了解主要煤层的地层压力及其边界l了解主要煤层的原地应力状况了解主要煤层的原地应力状况2）测试项目）测试项目l注入注入/压降试井压降试

31、井l原地应力测试原地应力测试2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.6 2.6 2.6 2.6 煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计本讲稿第二十二页，共四十四页3）测试应获取的主要参数）测试应获取的主要参数l煤层渗透率煤层渗透率l储层压力及储层压力梯度储层压力及储层压力梯度l原地应力及应力梯度原地应力及应力梯度l破裂压力、闭合压力破裂压力、闭合压力l表皮系数表皮系数l调查半径调查半径l储层温度等储层温度等2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.6 2.6 2.6 2.6 煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计本讲稿第二十三页，共四十

32、四页4）测试方法选择）测试方法选择根据该区的煤层渗透性，采用注入根据该区的煤层渗透性，采用注入/压降试井方法进行测试是目前最适宜压降试井方法进行测试是目前最适宜的测试方法。注入的测试方法。注入/压降试井的主要优点是：压降试井的主要优点是：a.流体的注入提高了地层压力，保流体的注入提高了地层压力，保证了在测试过程中为单相流；它适用于负压、正常压力和超压等各种情况的煤层气井；证了在测试过程中为单相流；它适用于负压、正常压力和超压等各种情况的煤层气井；b.不需要井下机械泵送设备，简化了操作步骤，降低了成本；不需要井下机械泵送设备，简化了操作步骤，降低了成本；c.可以用标准可以用标准试井分析方法来分析

33、，结果比较可靠；试井分析方法来分析，结果比较可靠；d.探测半径较大，时间相对较短。探测半径较大，时间相对较短。2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.6 2.6 2.6 2.6 煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计本讲稿第二十四页，共四十四页当然，注入当然，注入当然，注入当然，注入/压降试井也存在不同程度地伤害煤储层和易造成井筒附近煤层出现微破裂问题。压降试井也存在不同程度地伤害煤储层和易造成井筒附近煤层出现微破裂问题。压降试井也存在不同程度地伤害煤储层和易造成井筒附近煤层出现微破裂问题。压降试井也存在不同程度地伤害煤储层和易造成井筒附近煤层出现微破裂问题。造成

34、储层伤害的主要原因是：其一，由于注入的流体可能与地层的化学环境不相容，发生反应；造成储层伤害的主要原因是：其一，由于注入的流体可能与地层的化学环境不相容，发生反应；造成储层伤害的主要原因是：其一，由于注入的流体可能与地层的化学环境不相容，发生反应；造成储层伤害的主要原因是：其一，由于注入的流体可能与地层的化学环境不相容，发生反应；其二，有可能注入了会堵塞储层孔隙的微粒，因此把取自被测试层位的地层水回注到测试井中其二，有可能注入了会堵塞储层孔隙的微粒，因此把取自被测试层位的地层水回注到测试井中其二，有可能注入了会堵塞储层孔隙的微粒，因此把取自被测试层位的地层水回注到测试井中其二，有可能注入了会堵

35、塞储层孔隙的微粒，因此把取自被测试层位的地层水回注到测试井中是最理想的，至少应当采用与地层和气藏流体相容的淡水。是最理想的，至少应当采用与地层和气藏流体相容的淡水。是最理想的，至少应当采用与地层和气藏流体相容的淡水。是最理想的，至少应当采用与地层和气藏流体相容的淡水。如果注入过程中排量控制不好，容易使井底压力超过测试层的破裂压力，就可如果注入过程中排量控制不好，容易使井底压力超过测试层的破裂压力，就可如果注入过程中排量控制不好，容易使井底压力超过测试层的破裂压力，就可如果注入过程中排量控制不好，容易使井底压力超过测试层的破裂压力，就可能会压开地层，产生裂缝，这种裂缝的产生被认为是自然渗透率或井

36、筒伤害的假象，能会压开地层，产生裂缝，这种裂缝的产生被认为是自然渗透率或井筒伤害的假象，能会压开地层，产生裂缝，这种裂缝的产生被认为是自然渗透率或井筒伤害的假象，能会压开地层，产生裂缝，这种裂缝的产生被认为是自然渗透率或井筒伤害的假象，使测试结果不可靠。因此在注入压降过程中一定要保证井底压力低于地层破裂压力。使测试结果不可靠。因此在注入压降过程中一定要保证井底压力低于地层破裂压力。使测试结果不可靠。因此在注入压降过程中一定要保证井底压力低于地层破裂压力。使测试结果不可靠。因此在注入压降过程中一定要保证井底压力低于地层破裂压力。2.2.2.2.地质设计地质设计地质设计地质设计2.6 2.6 2.

37、6 2.6 煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计煤层气试井设计本讲稿第二十五页，共四十四页科学系统地进行钻井工程设计是确保钻成高质量煤层气井的前提，任何煤层气井钻井工程设计必科学系统地进行钻井工程设计是确保钻成高质量煤层气井的前提，任何煤层气井钻井工程设计必须按照如下步骤进行设计。须按照如下步骤进行设计。2.2.收集资料并进行钻井收集资料并进行钻井工程条件研究分析工程条件研究分析3.3.学习有关国家和地方法学习有关国家和地方法律法规根据要求制定设计律法规根据要求制定设计原则可要求原则可要求6.6.优化钻井工艺技术优化钻井工艺技术4.4.井身结构设计井身结构设计7.7.钻井设备优化组合设钻

38、井设备优化组合设计计8.8.钻井循环介质优化及钻钻井循环介质优化及钻头水参数设计头水参数设计9.9.钻柱设计钻柱设计11.11.取心设计取心设计10.10.固井设计固井设计12.12.工序安排工序安排13.13.制定健康、安全与制定健康、安全与环境管理措施环境管理措施1.1.认真研究、理解地质认真研究、理解地质目的和工程任务，地质目的和工程任务，地质设计设计5 5套管柱设计套管柱设计煤层气钻井工程设计步骤示意图煤层气钻井工程设计步骤示意图3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.1 3.1 3.1 3.1 工程设计步骤工程设计步骤工程设计步骤工程设计步骤本讲稿第二十六页，共四十四页科

39、学系统地进行钻井工程设计是确保钻成高质量煤层气井的前提，任何煤层气井钻井工程设计必科学系统地进行钻井工程设计是确保钻成高质量煤层气井的前提，任何煤层气井钻井工程设计必须按照如下步骤进行设计。须按照如下步骤进行设计。3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.2 3.2 3.2 3.2 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计本讲稿第二十七页，共四十四页（1）井身结构设计依据）井身结构设计依据井身结构设计的主要依据是地质目的、地质设计要求、地层结构及井身结构设计的主要依据是地质目的、地质设计要求、地层结构及其特征、地层孔隙压力、地层水文条件、地层破裂压力、完井方法、增其特征、地层

40、孔隙压力、地层水文条件、地层破裂压力、完井方法、增产措施、生产方式及生产工具等。产措施、生产方式及生产工具等。（2）井身结构设计程序）井身结构设计程序井身结构设计程序应参照图井身结构设计程序应参照图2-4流程进行，但在实际设计中应根据具流程进行，但在实际设计中应根据具体地质条件综合考虑各方面的因素作相应补充和完善。体地质条件综合考虑各方面的因素作相应补充和完善。3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.2 3.2 3.2 3.2 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计本讲稿第二十八页，共四十四页图图 煤层气钻井井身结构设计流程图煤层气钻井井身结构设计流程图确定最优生产套管规

41、格和下深确定最优生产套管规格和下深确定一开井径和深度确定一开井径和深度确定合理表层套管规格和下深确定合理表层套管规格和下深确定套管结构和井身结构确定套管结构和井身结构确定三开井径和井深确定三开井径和井深确定二开井径和井深确定二开井径和井深工程任务与钻井工程条件分析工程任务与钻井工程条件分析（生产因素、地质因素、其它因素）（生产因素、地质因素、其它因素）3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.2 3.2 3.2 3.2 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计本讲稿第二十九页，共四十四页（3）井身结构设计原则）井身结构设计原则n所设计的井身结构应充分满足钻井、完井生产需要以及

42、获取参数的需要。所设计的井身结构应充分满足钻井、完井生产需要以及获取参数的需要。n采用的所有钻井工艺技术应有利于保护煤储层。采用的所有钻井工艺技术应有利于保护煤储层。n充分考虑到出现漏、涌、塌、卡等复杂情况的处理作业需要（一般应留有余地），充分考虑到出现漏、涌、塌、卡等复杂情况的处理作业需要（一般应留有余地），以实现安全、优质、快速、低成本钻井。以实现安全、优质、快速、低成本钻井。n应尽可能地简化井身结构，以降低成本和避免工程失误。应尽可能地简化井身结构，以降低成本和避免工程失误。通常情况下，煤层气生产和试验井井身结构宜采用表通常情况下，煤层气生产和试验井井身结构宜采用表2-10所示结构（图所

43、示结构（图2-5），根据），根据生产需要可采用更大直径的套管。地层条件复杂情况下，可采用表生产需要可采用更大直径的套管。地层条件复杂情况下，可采用表2-11所示的井所示的井身结构设计。身结构设计。3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.2 3.2 3.2 3.2 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计本讲稿第三十页，共四十四页表表2-10 煤层气井常规钻井井身结构表煤层气井常规钻井井身结构表开钻程序开钻程序钻头尺寸钻头尺寸套管类型套管类型套管尺寸套管尺寸一开一开311.1mm表层套管表层套管244.5mm二开二开215.9mm生产套管生产套管139.7（177.8）mm表

44、表2-11 复杂地层条件下煤层气钻井井身结构表复杂地层条件下煤层气钻井井身结构表开钻程序开钻程序钻头尺寸钻头尺寸套管类型套管类型套管尺寸套管尺寸一开一开表层套管表层套管二开二开技术套管技术套管三开三开生产套管生产套管139.7（177.8）mm3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.2 3.2 3.2 3.2 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计本讲稿第三十一页，共四十四页煤层气钻井井身结构示意图煤层气钻井井身结构示意图3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.2 3.2 3.2 3.2 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计本讲稿第三十二页，共四十

45、四页通常情况下，煤层气井生产套管宜采用通常情况下，煤层气井生产套管宜采用139.7mm套管；确因产水套管；确因产水量大、地层复杂或为提高气水产量，可采用更大直径的套管；风险勘探量大、地层复杂或为提高气水产量，可采用更大直径的套管；风险勘探所施工的参数井，可采用小井眼钻井（二开井径小于所施工的参数井，可采用小井眼钻井（二开井径小于118mm）。井身）。井身结构选择设计参照煤层气钻井优选套管与钻头匹配关系执行。结构选择设计参照煤层气钻井优选套管与钻头匹配关系执行。3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.2 3.2 3.2 3.2 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计本讲稿第

46、三十三页，共四十四页127139.7120.6155.6200193.7114.3101.6168.3177.8165.1219.1244.5225.4215.9219.1241.3266.7311.1200244.5273298.4349.4298.4311.1364.6508269.9349.2406.5431.8.8364.6431.8508660.4406.4508609.6762149.2套管和衬管尺寸套管和衬管尺寸 钻头和井径钻头和井径 套管和衬管尺寸套管和衬管尺寸钻头和井径钻头和井径套管尺寸套管尺寸钻头和井径钻头和井径套管尺寸套管尺寸钻头和井径钻头和井径套管尺寸套管尺寸 图图2-

47、6 煤层气钻井优选套管与钻头匹配关系图（图中单位为煤层气钻井优选套管与钻头匹配关系图（图中单位为mm）3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.2 3.2 3.2 3.2 井身结构设计井身结构设计井身结构设计井身结构设计本讲稿第三十四页，共四十四页（1）钻井循环介质设计依据）钻井循环介质设计依据应根据地质设计提供的地层压力，掌握压力系数，在钻井设计时选定压差，并用当应根据地质设计提供的地层压力，掌握压力系数，在钻井设计时选定压差，并用当量循环密度进行验算，最后确定钻井循环介质类型、密度等技术指标及其允许使用范围。量循环密度进行验算，最后确定钻井循环介质类型、密度等技术指标及其允许使用

48、范围。（2）煤层气井钻井循环介质设计应包括以下主要因素（不局限于这些因素）煤层气井钻井循环介质设计应包括以下主要因素（不局限于这些因素）n尽量减少对煤储层的伤害，保护煤储层尽量减少对煤储层的伤害，保护煤储层n稳定和保护井壁，平衡地层压力，以保障钻进施工安全稳定和保护井壁，平衡地层压力，以保障钻进施工安全n润滑、冷却钻头润滑、冷却钻头3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.3 3.3 3.3 3.3 钻井循环介质设计钻井循环介质设计钻井循环介质设计钻井循环介质设计本讲稿第三十五页，共四十四页（3）钻井循环介质优选原则）钻井循环介质优选原则取心、裸眼测试的参数井、试验井及生产井，选用清

49、水、无粘土钻井液取心、裸眼测试的参数井、试验井及生产井，选用清水、无粘土钻井液或优质钻井液；生产井，选用优质钻井液、无粘土钻井液、清水和气体（空或优质钻井液；生产井，选用优质钻井液、无粘土钻井液、清水和气体（空气、氮气、充气）循环介质及泡沫循环介质。根据增产措施和煤储层特点，气、氮气、充气）循环介质及泡沫循环介质。根据增产措施和煤储层特点，亦可采用暂堵型优质粘土钻井液。亦可采用暂堵型优质粘土钻井液。3.3.3.3.工程设计工程设计工程设计工程设计3.3 3.3 3.3 3.3 钻井循环介质设计钻井循环介质设计钻井循环介质设计钻井循环介质设计本讲稿第三十六页，共四十四页（4）钻井循环介质性能要求

50、）钻井循环介质性能要求降低固相含量：降低固相含量：在进入煤系地层前采用普通优质钻井液，粘土含量小于在进入煤系地层前采用普通优质钻井液，粘土含量小于6；煤层段根据井型和录取参数的需要，可采用清水、无粘土和少量粘土优质钻井煤层段根据井型和录取参数的需要，可采用清水、无粘土和少量粘土优质钻井液，配备好固控设备。用清水作钻井液，密度应控制在液，配备好固控设备。用清水作钻井液，密度应控制在1.03g/cm3以下（表以下（表2-12）。若水源充足时，可开放式循环。）。若水源充足时，可开放式循环。表表2-12 煤层气井钻井液匹配参数一览表煤层气井钻井液匹配参数一览表指标指标密度密度g/cm3塑性粘度塑性粘度