影响煤层气钻井工程的工程地质因素范文

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摘要：随着社会的发展，人们对能源的需求越来越高，这大大推动了我国能源行业的发展。天然气作为一种清洁能源在当今社会发展中发挥着重要的价值，而我国有着丰富的天然气资源，且其中很大一部分属于煤层气，因此如何有效对煤层气进行开发利用就成为了业内一项重点研究课题。煤层气钻井工程往往会受到许多地质因素的影响，本文主要针对影响煤层气钻井工程的工程地质因素进行了分析。

关键词：煤层气；钻井工程；工程地质因素

就现实情况来看，在我国的众多煤层气井中，有半数以上因为工程原因而报废，具体原因包括固井质量不合格、钻井污染煤层等。而若想改善这些问题，就必须要提高煤层气钻井工艺质量。影响煤层气钻井工程的主要因素是工程地质因素，为提高钻井工艺质量，需先从工程地质因素入手进行分析。以下笔者就联系是来浅要分析这方面问题，仅供参考。

1煤层气钻井工程中工程地质分析的意义

众所周知，天然气是现代社会发展中不可或缺的重要能源之一，所以我国一直以来都十分重视对天然气的开发利用。煤层气是指赋存在煤层当中的自生自储的天然气，它既是天然气的储集层和气源岩，又是天然气的产出层。我国地大物博，煤层气资源贮存量也非常丰富，若能充分开发利用煤层气，则能够大大提高我国的天然气产量。观我国目前的煤层气井情况来看，因固井质量不合格或钻井污染煤层等原因导致的气井工程报废问题十分普遍。而无论是想提升固井质量，还是想防止钻井污染煤层，都需要运用到科学有效的煤层气钻井工艺技术。但在实际作业中发现，有时煤层气钻井工艺技术并不能充分发挥出作用，从而导致钻井工艺质量降低。后经研究发现，影响钻井工程质量的主要因素是工程地质因素，因此我们必须要加强工程地质分析，找出影响煤层气钻井工程的工程地质因素，然后采取科学的对策加以应对。可见，煤层气钻井工程中工程地质分析的意义在于保障煤层气钻井工程质量，提高钻井效率。

2影响煤层气钻井工程的工程地质因素

2.1煤层及煤层顶底板岩石力学性质

首先，煤层气钻井参数计算及地应力场计算都是基于煤层及煤层顶底板岩石力学性质，因此其对煤层气钻井工程具有很重要的影响。其次，岩石力学性质还会影响到煤层气在开采中储层性质的变化。再者，岩石力学性质还可能会引起煤层气井中套管变形或损坏。总的来说，煤层及煤层顶底板岩石力学性质在很多方面都会对煤层气钻井工程产生巨大影响。

2.2煤层岩石的研磨性

煤层岩石的一些性质关系着煤层气钻井作业，尤其是其的研磨性，直接决定着煤层气钻井工程效率。通过深入研究及分析煤层岩石的研磨性，可以据此找出合理的破岩工具，从而有效提升破岩工作效率，同时还能够减少钻井成本。据相关研究发现，砂岩的研磨性高于煤层顶底板的泥质灰岩。表面粗糙度会随岩石粒度的增大而增大，而表面粗糙度的增大又会使得摩擦系数增大，从而研磨性也就越高。而较高的研磨性往往对钻头钻具产生的磨损也较大，因此设备更换成本会增加。由于同类岩石在不同的埋深度下研磨性也各不相同，因此深部煤层与浅部煤层的研磨性是不同的，若想延长设备和钻井的寿命及降低成本，就必须在实际钻井作业中根据煤层岩石的研磨性来合理选择钻井液。

2.3煤层岩石的可钻性

煤层岩石的可钻性实际上指的就是岩石破碎的难易程度，在煤层气钻井工程中，钻头的选择、钻井参数的确定、钻井工作定额的制定等均需要考虑煤层岩石的可钻性。一般随着钻进的加深，煤层岩石的可钻极值也会不断增加，这意味着钻进难度不断提高，此时应当及时调整钻井工艺技术。

2.4煤体结构

煤体结构是指煤层在地质构造作用下形成的构造特征及结构特征，它影响着煤层的裂隙、孔隙、渗透性、硬度等性质。可见煤体结构资料对煤层气开发的重要性。一般情况下，煤体结构有两类，一类是构造煤（包括碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤等），一类是原生结构煤。煤体结构可以看作是煤岩综合受力的表现，它对于煤层气钻井工程中气井井壁的稳定性具有极其重要的影响。

2.5破裂压力和坍塌压力

当钻井液密度过高时，液柱所产生的压力足以压裂地层，导致已有裂缝张大或是新裂缝形成，同时产生井内液体压力，这种压力就是破裂压力。在含煤目的层段，当岩石剪切遭到破坏后，径向应力与周向应力之差会高于液柱压力，从而引起井壁坍塌，而径向应力与周向应力之间的最大差值就是坍塌压力。这两种压力是提升煤层气钻井工艺水平的重要指标，压裂泵入压力的计算和钻井液密度的计算都需要结合它们的数据。只有根据破裂压力和坍塌压力合理计算压裂泵入压力和钻井液密度，从而有效控制井壁失稳，才能够避免井壁垮塌、漏失、缩径、储层保护等情况的发生，确保钻井工程的安全、高效开展。由此可见，破裂压力和坍塌压力也是影响煤层气钻井工程的重要工程地质因素。

3结语

综上所述，煤层及煤层顶底板岩石力学性质、煤层岩石的研磨性、煤层岩石的可钻性、煤体结构、破裂压力和坍塌压力等，均是影响煤层气钻井工程的工程地质因素，因此在实际钻井作业中应当重视对这些因素的分析。

参考文献：

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作者：刘振国 单位：中联煤层气有限责任公司晋城分公司