影響煤層氣鉆井工程的工程地質因素范文

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摘要：隨著社會的發展，人們對能源的需求越來越高，這大大推動了我國能源行業的發展。天然氣作為一種清潔能源在當今社會發展中發揮著重要的價值，而我國有著豐富的天然氣資源，且其中很大一部分屬于煤層氣，因此如何有效對煤層氣進行開發利用就成為了業內一項重點研究課題。煤層氣鉆井工程往往會受到許多地質因素的影響，本文主要針對影響煤層氣鉆井工程的工程地質因素進行了分析。

關鍵詞：煤層氣；鉆井工程；工程地質因素

就現實情況來看，在我國的眾多煤層氣井中，有半數以上因為工程原因而報廢，具體原因包括固井質量不合格、鉆井污染煤層等。而若想改善這些問題，就必須要提高煤層氣鉆井工藝質量。影響煤層氣鉆井工程的主要因素是工程地質因素，為提高鉆井工藝質量，需先從工程地質因素入手進行分析。以下筆者就聯系是來淺要分析這方面問題，僅供參考。

1煤層氣鉆井工程中工程地質分析的意義

眾所周知，天然氣是現代社會發展中不可或缺的重要能源之一，所以我國一直以來都十分重視對天然氣的開發利用。煤層氣是指賦存在煤層當中的自生自儲的天然氣，它既是天然氣的儲集層和氣源巖，又是天然氣的產出層。我國地大物博，煤層氣資源貯存量也非常豐富，若能充分開發利用煤層氣，則能夠大大提高我國的天然氣產量。觀我國目前的煤層氣井情況來看，因固井質量不合格或鉆井污染煤層等原因導致的氣井工程報廢問題十分普遍。而無論是想提升固井質量，還是想防止鉆井污染煤層，都需要運用到科學有效的煤層氣鉆井工藝技術。但在實際作業中發現，有時煤層氣鉆井工藝技術并不能充分發揮出作用，從而導致鉆井工藝質量降低。后經研究發現，影響鉆井工程質量的主要因素是工程地質因素，因此我們必須要加強工程地質分析，找出影響煤層氣鉆井工程的工程地質因素，然后采取科學的對策加以應對。可見，煤層氣鉆井工程中工程地質分析的意義在于保障煤層氣鉆井工程質量，提高鉆井效率。

2影響煤層氣鉆井工程的工程地質因素

2.1煤層及煤層頂底板巖石力學性質

首先，煤層氣鉆井參數計算及地應力場計算都是基于煤層及煤層頂底板巖石力學性質，因此其對煤層氣鉆井工程具有很重要的影響。其次，巖石力學性質還會影響到煤層氣在開采中儲層性質的變化。再者，巖石力學性質還可能會引起煤層氣井中套管變形或損壞。總的來說，煤層及煤層頂底板巖石力學性質在很多方面都會對煤層氣鉆井工程產生巨大影響。

2.2煤層巖石的研磨性

煤層巖石的一些性質關系著煤層氣鉆井作業，尤其是其的研磨性，直接決定著煤層氣鉆井工程效率。通過深入研究及分析煤層巖石的研磨性，可以據此找出合理的破巖工具，從而有效提升破巖工作效率，同時還能夠減少鉆井成本。據相關研究發現，砂巖的研磨性高于煤層頂底板的泥質灰巖。表面粗糙度會隨巖石粒度的增大而增大，而表面粗糙度的增大又會使得摩擦系數增大，從而研磨性也就越高。而較高的研磨性往往對鉆頭鉆具產生的磨損也較大，因此設備更換成本會增加。由于同類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，若想延長設備和鉆井的壽命及降低成本，就必須在實際鉆井作業中根據煤層巖石的研磨性來合理選擇鉆井液。

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。一般隨著鉆進的加深，煤層巖石的可鉆極值也會不斷增加，這意味著鉆進難度不斷提高，此時應當及時調整鉆井工藝技術。

2.4煤體結構

煤體結構是指煤層在地質構造作用下形成的構造特征及結構特征，它影響著煤層的裂隙、孔隙、滲透性、硬度等性質。可見煤體結構資料對煤層氣開發的重要性。一般情況下，煤體結構有兩類，一類是構造煤（包括碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤等），一類是原生結構煤。煤體結構可以看作是煤巖綜合受力的表現，它對于煤層氣鉆井工程中氣井井壁的穩定性具有極其重要的影響。

2.5破裂壓力和坍塌壓力

當鉆井液密度過高時，液柱所產生的壓力足以壓裂地層，導致已有裂縫張大或是新裂縫形成，同時產生井內液體壓力，這種壓力就是破裂壓力。在含煤目的層段，當巖石剪切遭到破壞后，徑向應力與周向應力之差會高于液柱壓力，從而引起井壁坍塌，而徑向應力與周向應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，壓裂泵入壓力的計算和鉆井液密度的計算都需要結合它們的數據。只有根據破裂壓力和坍塌壓力合理計算壓裂泵入壓力和鉆井液密度，從而有效控制井壁失穩，才能夠避免井壁垮塌、漏失、縮徑、儲層保護等情況的發生，確保鉆井工程的安全、高效開展。由此可見，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因素。

3結語

綜上所述，煤層及煤層頂底板巖石力學性質、煤層巖石的研磨性、煤層巖石的可鉆性、煤體結構、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因素，因此在實際鉆井作業中應當重視對這些因素的分析。

參考文獻：

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作者：劉振國 單位：中聯煤層氣有限責任公司晉城分公司