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贵州大河边向斜煤层气区块钻完井工艺发布时间：2023-02-02T03:00:07.808Z 来源：《中国电业与能源》2022年18期作者：向刚郑鹏宇[导读] 贵州大河边向斜煤层气区块通过前期勘探阶段实践，向刚郑鹏宇贵州省油气勘查开发工程研究院摘要：贵州大河边向斜煤层气区块通过前期勘探阶段实践，该区块地质构造较为复杂，断层和裂缝发育，岩溶地貌发育，存在主要问题是单井产量低、井漏严重、钻井效率有待提高。
结合地层特点，通过对钻井井型、完井方式、井身结构、钻井方式、储层保护等关键性技术进行探讨实践，提出了钻井井型以定向井为主布置丛式井组、在钻井工艺上一开采用空气钻钻井工艺、在完井工艺上采用套管完井为主、储层保护方面采用低固相钻井液或无固相钻井液等工艺技术。
关键词：贵州大河边煤层气钻完井工艺关键性技术Drilling and completion technology of Dahehe syncline coalbed methane block in Guizhou ProvinceZhao Lingyun，He Wantong，Xiang Gang ，Wu Zhangli And Xu Hu（The first unit：Key Laboratory of Unconventional Natural Gas Evaluation and Development in Complex Tectonic Areas, Ministry of Natural Resources，The second unit：Guizhou Engineering Research Institute of Oil&Gas Exploration and Development，The third unit：Hangzhou Branch, China Coal Zhejiang Geological Group Co. Ltd.）Abstract: Through the practice in the early exploration stage, the geological structure of the Dahehe syncline CBM block in Guizhou province is relatively complex, with developed faults and fractures and karst landforms. The main problems are low production of single well, serious loss, and drilling efficiency to be improved. Combined with formation characteristics, through the drilling well type, completion method, well structure, drilling method, reservoir protection and other key technologies are discussed and practiced. It is proposed that the drilling well type is mainly oriented well,the cluster well group is arranged, the first drilling process is air drilling, the completion process is casing drilling, and the low solid phase drilling fluid or no solid phase drilling fluid is used in reservoir protection.Key words: Dahe River, Guizhou Coalbed methane (CBM) Drilling and completion process Key Technologies0 概述贵州省煤层气资源丰富，含煤面积约7万km2，占全省面积的40% 左右，全省埋深2000m以浅、含气量大于4m3/t可采煤层中的煤层气地质资源量3.15 万亿m3，居全国第二[1]，贵州省煤层气勘探开发进入了煤层气开发工程模式的探索阶段[2]，但贵州省煤层气总体开发较少，制约着贵州省煤层气开发利用主要原因之一就是贵州省地质构造较为复杂，断层和裂缝发育，溶洞、孔隙和裂缝较为发育，井漏严重，钻井难度大大增加，单井产量低等，导致钻井周期延长和钻井成本增加。
煤层气成藏依赖于地层能量的聚集，煤层气产出依赖于排采降压，而降压的实质在于释放含煤层气系统的地层能量。
为此，足够强大的煤层气能量系统是实现煤层气富集与高产的关键前提条件。
煤储层能量在一定程度可用煤层中固体、液体和气体的弹性能直接反映，这些参数的显现特征实质上是多种宏观、微观地质因素综合作用的结果[1-4]。
阐明煤层气能量系统的综合显现特征，筛分有利于能量集聚与释放的地质因素，是评价煤层气资源开采潜力的基础工作。
本文基于这一原理和前期建立的方法[2]，分析了贵州省织纳煤田上二叠统主要煤层弹性能的显现特征，阐释了系统中弹性能的汇聚和分配方式，讨论了煤层气成藏效应及其地质控制。
1地质背景织纳煤田位于贵州省中西部，含煤面积4970km 2，是我国规模最大的无烟煤赋存区。
在大地构造位置上该区位于上扬子陆块黔北隆起西段的遵义断拱，以NNE 向短轴式褶皱为主，同方向的断层较为发育，使得含煤地层被分割赋存在一系列次级向斜单元[5]。
含煤地层为上二叠统龙潭组和长兴组，厚度一般在273～422m ，等厚线总体上呈NEE-SEE 向展布，由北向南增厚。
上二叠统含煤3～69层，一般30余层，总厚1.33～54.68m ，由东向西增厚。
可采煤层1～17层，可采总厚1.97～23.55m （图1）。
发育主要可基金项目：国家973计划项目资助（2009CB219605）；国家科技重大专项项目资助（2011ZX05034）；国家自然科学基金面上项目资助（41272178）。
作者简介：高弟（1963—），男，贵州毕节人，博士研究生。
收稿日期：2012-09-07责任编辑：唐锦秀织纳煤田上二叠统煤层气能量系统及其控藏效应高弟1，2，秦勇1，吴财芳1，易同生2(1．中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室，江苏徐州221116；2．贵州省煤田地质局，贵州贵阳550009)摘要：基于织纳煤田上二叠统煤层气富集成藏条件，结合统计资料和实验测试数据成果，依据煤储层弹性能表征模型，定量分析了研究区煤储层能量系统的分布规律及煤层气成藏效应。
第一章绪论主要内容：本章主要论述了煤层气开发地质学研究的目的与意义，以及煤层气勘探的开发的现状。
从多个方面分析了我国煤层气的储量、勘探、开发等情况，深入细致的描述了目前我国使用煤层气、利用煤层气的状况，同时也对未来我国煤层气开采的发展和利用做了一定的分析和研究。
第二章煤的物质组成及其基本物理化学性质主要内容：一、煤的物质组成1、煤储层固态物质组成（1）宏观煤岩组成煤是一种有机岩类，包括三种成因类型：①主要来源于高等植物的腐殖煤；②主要由低等生物形成的腐泥煤；③介于前两者之间的腐殖腐泥煤。
宏观煤岩成分是用肉眼可以区分的煤的基本组成的单位，宏观煤岩组成是根据肉眼所观察到的煤的光泽、颜色、硬度、脆度、断口、形态等特征区分的煤岩成分及其组合类型。
（2）显微煤岩组成显微煤岩组成包括有机显微组分和无机显微组分—矿物质。
在光学显微镜下能够识别的煤的基本有机成分，称为有机显微组分，是由植物残体转变而来的显微组分。
无机显微组分指显微镜下观察到的煤中矿物质。
2、煤中的水和气（1）煤中的水煤中的液相是指存在的水。
煤中水存在于煤孔隙—裂隙中，其形态分为液态水、固态水（2）煤中的气煤层中赋存的气态物质就是煤层气，主要化学组分为甲烷、二氧化碳、氮气、重烃气等。
二、煤化作用及煤层气的形成1、煤化作用成煤作用是原始煤物质最终转化成煤的全部作用，它分成两个相继的阶段：从成煤原始物质的堆积，经生物化学作用直到泥炭的形成，称为泥炭化作用阶段；当泥炭形成后，由于沉积盆地的沉降，泥炭被埋藏于深处，在温度、压力增高等物理、化学作用下，形成褐煤、、烟煤、无烟煤和变无烟煤的过程，称为煤化作用阶段，包括成岩作用阶段和变质作用阶段。
2、煤化作用特点及煤化程度指标（1）煤化作用特点①增碳化趋势②结构单一化趋势③结构致密化和定向排列趋势（反光性增强）④煤显微组分性质的均一性趋势⑤煤化作用的不可逆性⑥煤化作用发展的阶段性和非线性（2）煤化程度指标煤化程度指标简称煤化指标，又称煤级指标，不同煤化阶段中各种指标变化的显著性各不相同。
中国煤层气富集成藏规律
中国煤层气富集成藏规律是指煤层气在地质环境下形成富集和保存的规律。
煤层气是一种天然气，在煤炭矿井中富集而成，是一种重要的能源资源。
煤层气的形成、富集和保存受到地质构造、煤层特性、气体来源和运移等因素的控制。
根据中国煤层气资源的分布特点，可以将中国的煤层气富集成藏规律分为以下几个方面：
一、地质构造控制法则：地质构造是煤层气形成、富集和保存的重要因素之一。
在中国煤层气资源的分布中，大部分都分布在古近系地层，随着地质历史的演化和构造变化，煤层气的富集和保存也受到了不同的控制。
比如，华北地区的煤层气主要富集在向阳坡和背风坡的下部，沿断裂带较为富集；而川西南地区的煤层气则主要分布在下凹区和向东倾斜的断块带内。
二、煤层特性控制法则：煤层物性是影响煤层气形成、富集和保存的重要因素之一，包括孔隙度、渗透率等。
不同类型的煤层气田，其物性特点亦不尽相同。
例如，北部地区的煤层气孔隙度较大、渗透性较强，而华南地区的煤层气则相对较为粘稠，导致开采难度较大。
三、气源和运移控制法则：煤层气的气源主要来自于煤层中的天然气、生物气等，在煤层中运移和富集后形成煤层气。
不同气源的煤层气，其成藏规律也有所不同。
例如，华北地区的煤层气以天然气为主，成藏主要受到气源控制；而四川盆地的煤层气以生物气为主，成藏主要受到热演化和构造运动的控制。
以上是中国煤层气富集成藏规律的一些基本介绍，其中的细节和相关数据还需要根据实际情况进行研究和分析。
煤层气开发地质学理论与方法首先，煤层气的分布与形成机理是煤层气开发地质学的重要研究内容。
煤层气是在煤层埋藏过程中由有机质在高压高温条件下转化而成的天然气。
煤层气的分布受到煤层的厚度、埋深、含气量等因素的影响。
在煤层埋藏过程中，有机质在压力和温度作用下经历干酪根、初级、中级和成熟等不同阶段，形成煤层气。
煤层气的形成机理研究可以为煤层气的勘探和开发提供科学依据。
其次，煤层气的储集是煤层气开发地质学的核心问题之一、煤层气的储集形式主要有吸附储集和自由气储集两种。
吸附储集是指煤层气分子在煤矸石孔隙、裂隙和微孔等微观空间中吸附，形成紧密结合的状态；自由气储集是指煤层气分子在煤体孔隙中以自由状态存在。
煤层气的储集特征受到煤层的孔隙结构、孔隙度、构造变形等因素的影响。
通过对储集特征的研究可以确定煤层气的开发方式和有效开采方法。
此外，煤层气的运移规律也是煤层气开发地质学研究的重要方向之一、煤层气的运移受到多种因素的控制，包括煤层压力、渗透性、孔隙度、温度等。
煤层气的运移机理主要有扩散、脱附和解吸等过程。
研究煤层气的运移规律可以为煤层气开发提供指导，如确定煤层气开发的合理排采策略，优化井网布置等。
在煤层气开发地质学中，还需要开展煤层气资源量评价和勘探技术研究。
通过对煤层气资源量的评价，可以为资源开发提供基础数据。
勘探技术的研究则是为了提高煤层气的勘探效率和开发成功率。
目前，常用的勘探技术包括地球物理勘探、地质钻探和测井技术等。
总之，煤层气开发地质学是研究煤层气在地质中的分布、形成、储集、运移等规律的学科，其理论与方法的研究对于煤层气的勘探和开发具有重要意义。
通过对煤层气开发地质学的深入研究，可以为煤层气资源的高效开发和利用提供科学依据。
沁水盆地构造演化及其对游离气藏的控制作用李月;林玉祥;于腾飞【摘要】By balanced section and buried history, tectonic evolution and the conditions of the free gas reservoir, the effects of the tectonic evolution to the free gas reservoir are analysed. The accumulating model of the free gas is established in Qinshui basin. Through study, the conclusion is that in Yanshanian, the coalbed gas developed earlier would drift away to accumulate in some place of coal roof sandstone where the stress is lower because of the earth crust uplifting, and concentrate in the limbs of fold. In Xishanian, the folds developed earlier would be recreated because of the stress orientation. The free gas concentrated in earlier would migrate once more, so the place of free gas would change, but it is in the middle-high place away from the faults.%应用平衡剖面法和埋藏史分析法,对沁水盆地构造演化特征及游离气成藏条件进行了研究,分析了构造演化对游离气藏的作用,建立了沁水盆地游离气聚集模式图.燕山期,在地壳上升的过程中,先期形成的煤层气通过裂缝游离出来在顶板砂岩的低应力区聚集,富集在褶皱的翼部.到了喜山期,由于应力方向的改变,对先期形成的褶皱进行了轻微的改造,使得先期富集的游离气发生再次运移,聚集的部位发生了一定的改变,但是总体仍然以远离断裂的中高部位为主.【期刊名称】《桂林理工大学学报》【年(卷),期】2011(031)004【总页数】7页(P481-487)【关键词】沁水盆地;游离气;褶皱;构造演化【作者】李月;林玉祥;于腾飞【作者单位】山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266510;山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266510;山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266510【正文语种】中文【中图分类】P618.130.20 引言煤系地层游离气(简称“游离气”)系指由煤系地层生成、赋存于煤岩孔裂隙和煤系地层中其他岩石孔隙、溶洞、裂缝等多种储集空间中呈游离状态的天然气。
煤层气是一种储存于煤层及其邻近岩层之中、以自生自储为主的非常规天然气[1-3]。
贵州西部煤炭、煤层气资源丰富，主要分布在织金和纳雍两县境内。
研究区织金县文家坝一矿为织金煤电化一体化基地配套建设矿井之一，据已有煤炭地质勘查资料，井田800m 以浅煤炭资源量为3.29亿t ，甲烷平均含量大于8m 3/t 的煤层气预测资源量为27.88亿m 3[5]，对控气因素的分析将为井田煤层气勘探开发利用及煤矿安全生产提供基础资料。
1井田概况1.1地层井田范围内及周边出露地层由老至新有二叠系中统茅口组、二叠系上统峨眉山玄武岩组、龙潭组、长兴组、三叠系下统飞仙关组及第四系。
龙潭组为井田内主要含煤地层，平均厚282.83m ，含煤层21～44层，一般30层左右，含煤平均总厚24.30m ，含煤系数为8.6%，其中含可采煤层6层，分别为6、7、16、23、27、30号，分布在龙潭组上、中、下段，可采煤层总厚度7.17～25.93m ，平均16.26m ，可采含煤系数5.75%。
1.2构造研究区区域上属于扬子陆块（Ⅰ级）黔北隆起（Ⅱ级）遵义断拱（Ⅲ级）毕节北东向构造变形区（IV 级）阿弓向斜北段。
区内阿弓向斜为一弧形不对称向斜，轴向地层走向总体呈NE-SW 向，局部变化为近EW 向或SN 向，南东翼倾向NW ，倾角为4°～38°，北西翼倾向SE ，地层较陡，倾角为30°～60°（图1）。
经勘查资料统计，共发现断层73条，其中正断层46条，逆断层27条，以NNE 及SWW-NEE 两组断裂最为发育，尤以SEE-NEE 组规模最大；断层倾向大多数与地层倾向相同，且为高角度，对煤层破坏性大。
2煤层及含气量井田煤层气主要成分为甲烷（CH 4）和重烃（C 2H 6），各可采煤层甲烷（CH 4）含量为0.09～26.16m 3/t ，平均为9.75m 3/t ；甲烷（CH 4）+重烃（C 2H 6）含量作者简介：洪愿进（1961—），男，高级工程师，1983年毕业于西安地质学院区域地质调查专业，一直从事煤田地质及煤层气勘查工作。
