李國(guó)紅

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的提升，越來(lái)越多企業(yè)崛地而起，為了保證環(huán)境不受較大程度污染，煤層氣這種環(huán)保氣體被應(yīng)用的越來(lái)越多。煤層氣作為一種新型優(yōu)質(zhì)清潔能源，開(kāi)采量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)，我們需要在大量開(kāi)采煤層氣資源下，將這種寶貴資源運(yùn)用的更合理、更科學(xué)，除了約束煤氣層鉆井過(guò)程，還需要減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害，保證資源的可持續(xù)性發(fā)展。

Abstract： With the improvement of China's economy， more and more enterprises have risen to the ground. In order to ensure that the environment is not polluted， coalbed methane， an environmentally friendly gas， is being used more and more. As a new type of high-quality clean energy， the mining volume of coalbed methane is increasing year by year. We need to use this kind of precious resources more rationally and scientifically under the condition of mass mining of coalbed methane resources. In addition to constraining the gas layer drilling process， we need to reduce damage to the reservoir and ensure the sustainable development of resources.

關(guān)鍵詞：煤層氣;鉆井過(guò)程;儲(chǔ)層傷害;儲(chǔ)層保護(hù)

Key words： coalbed methane;drilling process;reservoir damage;reservoir protection

中圖分類號(hào)：TE258? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）28-0014-02

0? 引言

煤層氣作為一種優(yōu)型清潔能源，主要的成分是甲烷，也就是俗稱的瓦斯。這種能源能減少對(duì)煤炭資源的消耗，降低對(duì)大氣層的污染，不會(huì)影響到工業(yè)用途，做到了既發(fā)展經(jīng)濟(jì)又保護(hù)了環(huán)境，是新時(shí)代發(fā)展的必須資源。本文我們針對(duì)煤層氣鉆井過(guò)程中的儲(chǔ)層傷害與保護(hù)做一個(gè)簡(jiǎn)單的闡述，讓煤層氣資源能夠在合理開(kāi)采下做到充分利用，不浪費(fèi)絲毫資源，希望為同行提供一定的參考，為煤礦業(yè)的開(kāi)采與保護(hù)做出自己的貢獻(xiàn)。

1? 煤氣層儲(chǔ)層的基本情況

煤氣層儲(chǔ)層整體比較敏感與脆弱，具有易碎、易受壓縮、孔隙度及滲透率較低等特點(diǎn)，從孔隙結(jié)構(gòu)上又可分為基質(zhì)孔隙與裂隙孔隙，基質(zhì)是儲(chǔ)氣空間，裂隙是滲透通道，是一個(gè)雙重孔隙結(jié)構(gòu)。機(jī)制孔隙也成為微孔隙，煤層氣大多是附著在為孔隙表面，開(kāi)采難度可想而知。而且微孔隙也會(huì)隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化，這也是礦產(chǎn)工作人員特別關(guān)注的重點(diǎn)。裂隙是在煤中自然而形成的，是煤化作用下的產(chǎn)物，又可分為面割理與端割理，兩者差異較為明顯，礦產(chǎn)工作人員可根據(jù)一些特性做到有效區(qū)分。

2? 影響煤層氣儲(chǔ)層安全的因素

2.1 破裂壓力與坍塌壓力

在煤層氣鉆井作業(yè)中，由于鉆井液密度過(guò)高，導(dǎo)致液柱升高產(chǎn)生足夠大的壓力，會(huì)嚴(yán)重壓裂地層，導(dǎo)致地層出現(xiàn)裂縫并逐漸擴(kuò)大，這對(duì)開(kāi)采煤層氣造成阻礙，也是影響煤層氣儲(chǔ)層中的一個(gè)安全因素，簡(jiǎn)稱為破裂壓力。由于地層的被破壞，周圍的壓力也會(huì)導(dǎo)致井壁坍塌，徑向應(yīng)力和周向應(yīng)力之前的最大差值就是坍塌壓力。證兩種壓力是影響煤層氣儲(chǔ)層安全的主要因素，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)比來(lái)分析出影響力的大小，從而有效控制礦區(qū)內(nèi)部的平穩(wěn)，有效避免坍塌、漏失等現(xiàn)象的發(fā)生，確保鉆井過(guò)程中的人員安全問(wèn)題，讓開(kāi)采作業(yè)能高效、平穩(wěn)的展開(kāi)。由此可見(jiàn)，破裂壓力與坍塌壓力是煤層氣鉆井過(guò)程中不可忽視的因素。

2.2 增產(chǎn)過(guò)程因素

煤巖儲(chǔ)層滲透率與油氣層滲透率相比存在較大的差異，煤巖儲(chǔ)層滲透率相對(duì)較低，需要通過(guò)裂開(kāi)的方式來(lái)提高煤層氣的開(kāi)采量，也就是用人為方式制造裂縫來(lái)提升煤層氣的滲透率編輯滲透面積，以便于工作人員的開(kāi)采。人造裂縫的形成，能較好的開(kāi)采存在于裂縫中的甲烷氣體，做到較大程度上的流通渠道掌控，且不會(huì)對(duì)地下礦產(chǎn)層造成傷害，有利于煤層氣源源不斷的開(kāi)采。

2.3 煤層巖石的研磨性

煤層巖石的性質(zhì)與特點(diǎn)也在一定程度上影響著煤層氣儲(chǔ)層的穩(wěn)定，尤其是煤層巖石大多具有研磨性，間接影響著鉆井過(guò)程的中的工作效率。通過(guò)深入研究煤層巖石的特性，可以找出應(yīng)對(duì)方案，例如可以采用合理的破巖工具，從而提升破巖工作的進(jìn)度，節(jié)省時(shí)間，做到了鉆井工作效率的提升。由于開(kāi)采環(huán)境的不同，地下礦區(qū)的儲(chǔ)層環(huán)境也不盡相同，為了減少對(duì)鉆頭的磨損，可以提前對(duì)當(dāng)?shù)氐膬?chǔ)層巖石做好研究工作，針對(duì)研磨性的不同采用不同的鉆井工具，提升煤層氣的開(kāi)采效率。

3? 煤層氣鉆井過(guò)程中的儲(chǔ)層傷害問(wèn)題

在鉆井作業(yè)中，不同的操作會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成不同的傷害，程度有大有小，對(duì)整體開(kāi)采產(chǎn)量與質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生影響，一般分為以下幾類：

3.1 鉆井工作對(duì)儲(chǔ)層的傷害

第一，鉆進(jìn)過(guò)程中鉆井液會(huì)對(duì)煤儲(chǔ)層造成一定傷害。一方面是由于不合理運(yùn)行造成的傷害，不僅影響了整體的開(kāi)采質(zhì)量，在開(kāi)采完成后，鉆井液還會(huì)同煤儲(chǔ)層礦物質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重不相容的問(wèn)題，不僅會(huì)造成礦物質(zhì)的化學(xué)改變，還會(huì)降低煤層氣的滲透性，對(duì)日后的繼續(xù)開(kāi)采工作造成阻礙。另一方面，由于粒子的遷移與粘土膨脹造成今后煤層氣開(kāi)采困難，再加上鉆井液的誤入，會(huì)導(dǎo)致煤儲(chǔ)層空隙減小，不利于煤層氣的滲透。除了以上兩方面因素，高分子聚合物的出現(xiàn)也會(huì)對(duì)煤儲(chǔ)層造成一定影響，需要開(kāi)采工作人員格外注意。

第二，壓力參數(shù)對(duì)出煤層造成的傷害。這種壓力主要來(lái)源于鉆井壓力，由于煤儲(chǔ)層對(duì)于外部壓力較為敏感，所以當(dāng)周圍壓力增強(qiáng)時(shí)，煤層就會(huì)相應(yīng)的減少滲透性，壓力減少時(shí)，滲透性不能及時(shí)恢復(fù)之前狀態(tài)，從而造成整體狀況出現(xiàn)偏差，失去平衡狀態(tài)，造成煤儲(chǔ)層滲透效果大大降低。需要注意的是，煤儲(chǔ)層的實(shí)際力學(xué)參數(shù)體系與常規(guī)化儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)兩者存在著差異性，開(kāi)采工作人員應(yīng)做到儲(chǔ)層數(shù)據(jù)的實(shí)際考察并記錄，以免影響整體開(kāi)采工作的進(jìn)行，避免對(duì)巖儲(chǔ)層造成過(guò)多傷害。

3.2 增產(chǎn)導(dǎo)致的煤儲(chǔ)層傷害

煤巖層儲(chǔ)層本身滲透率受限，且儲(chǔ)層特性較為特殊，因此在開(kāi)采工作中，做好開(kāi)裂工作是提高產(chǎn)量的有效措施。在開(kāi)采過(guò)程中，會(huì)有部分人對(duì)正確開(kāi)采程序不夠重視，人為的改變裂縫面積及滲透方式，嚴(yán)重改變了儲(chǔ)煤層的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致日后開(kāi)采的困難系數(shù)提升。

首先，壓裂液和地層水的不兼容現(xiàn)象，會(huì)加劇煤儲(chǔ)層的開(kāi)采困難度，造成不可忽視的影響。其次，壓裂液中的添加劑也會(huì)對(duì)整體工作產(chǎn)生影響。最后，煤巖層粘土物質(zhì)與壓裂液的不匹配現(xiàn)象，造成煤層氣滲透的降低，嚴(yán)重制約阻礙了煤儲(chǔ)層的運(yùn)行效率。

4? 煤層氣鉆井過(guò)程中的保護(hù)策略

4.1 煤儲(chǔ)層鉆井工藝保護(hù)

在煤層氣的開(kāi)采過(guò)程中，煤儲(chǔ)層鉆井工藝要首先得到重視及保護(hù)，這不僅關(guān)系到后邊開(kāi)采效率，同時(shí)也是煤層氣開(kāi)采質(zhì)量的關(guān)鍵所在。相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)遵循鉆井準(zhǔn)則，充分考慮煤儲(chǔ)層條件，做到細(xì)心搜集煤儲(chǔ)層數(shù)據(jù)，綜合一切條件有效的開(kāi)展后續(xù)工作，做到科學(xué)性與合理性，監(jiān)督維護(hù)工作流程，進(jìn)一步保證地層壓力與液柱壓力的正常，為下一步工作打下良好基礎(chǔ)。在這些工作中，我們需要注意地層壓力液柱壓力對(duì)鉆井液的影響，壓力的同時(shí)增大會(huì)導(dǎo)致鉆井液侵入量的增多，從而致使煤儲(chǔ)層管理水平及施工水平下降，不利于后期的繼續(xù)開(kāi)采工作。另一方面，還可能導(dǎo)致煤儲(chǔ)層裂縫出現(xiàn)水鎖問(wèn)題，最終出現(xiàn)計(jì)劃與實(shí)際不相符的情況，這無(wú)疑給工作人員在現(xiàn)有的開(kāi)采難度基礎(chǔ)上雪上加霜。為了規(guī)避這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工步驟來(lái)開(kāi)展工作，做到對(duì)煤儲(chǔ)層考察的詳盡，對(duì)遇到的困難用最合理有效的方法應(yīng)對(duì)，在保證一切條件的可行性下，進(jìn)一步落實(shí)鉆井工作。在整個(gè)工作開(kāi)展過(guò)程中，監(jiān)督部門(mén)要發(fā)揮職能，積極跟進(jìn)工程進(jìn)度，保證各項(xiàng)工序的正確性，發(fā)揮自身效率最大化，確保在鉆井過(guò)程中不對(duì)煤儲(chǔ)層造成傷害，避免不必要的資源流失?，F(xiàn)階段的鉆井工藝由兩種體系構(gòu)成，一種為工藝流程體系，這種體系將煤儲(chǔ)層的保護(hù)和實(shí)際情況為側(cè)重點(diǎn)，通過(guò)匯總分析數(shù)據(jù)資料，對(duì)出現(xiàn)的相應(yīng)問(wèn)題做出相應(yīng)分析，做到對(duì)癥下藥的效果，對(duì)化學(xué)添加劑及鉆屑造成的煤層氣阻礙現(xiàn)象采取有效措施，做到有效控制。也可以這樣說(shuō)，用相對(duì)應(yīng)的物質(zhì)去解決類似的膨脹問(wèn)題，便于降低煤儲(chǔ)層的滲透率，最大程度上保證資源的吸收，提升鉆井作業(yè)效率。這種方式，還能有效的控制煤儲(chǔ)層的空隙，能將實(shí)際情況控制在參數(shù)要求之內(nèi)，從而更有利于鉆井作業(yè)的順利開(kāi)展。此期間，還需要工作技術(shù)人員注意的是，氣體鉆井工藝流程體系對(duì)于操作環(huán)境有一定要求，一般會(huì)用在高水敏巖儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)或是低滲透環(huán)境，在這些環(huán)境中，鉆井工藝能發(fā)揮更大價(jià)值，有效提升整體作業(yè)水準(zhǔn)及效率。第二種鉆井工藝體系為屏蔽暫堵技術(shù)體系，這方面體系能較好的提升管理效率，對(duì)管理系統(tǒng)的完善起到不錯(cuò)效果。這種體系是將煤儲(chǔ)層內(nèi)的壓力整合起來(lái)，將作業(yè)內(nèi)部環(huán)境打造成適合施工的環(huán)境，不僅利于工作人員的管理，也能有效把握工作節(jié)奏，對(duì)本身復(fù)雜的地理環(huán)境來(lái)說(shuō)，起到推動(dòng)開(kāi)采工作的作用。通過(guò)對(duì)開(kāi)采人員的管理，各個(gè)施工細(xì)節(jié)都能落實(shí)到位，各個(gè)機(jī)械設(shè)施都能做到滿足工作參數(shù)，確保煤層氣更好的流入管道。另外，構(gòu)建暫堵體系后，也能一定程度上做到纖維與分散顆粒的整合，確保了施工內(nèi)部的環(huán)境穩(wěn)定，推動(dòng)了鉆井作業(yè)的更好施工，為更合理的開(kāi)展后續(xù)工作奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。

4.2 儲(chǔ)層鉆井液的保護(hù)

儲(chǔ)層鉆井液是鉆井過(guò)程中的重要所在，是需要得到保護(hù)的。由于地區(qū)的不同和環(huán)境的不同，鉆井液的應(yīng)用也存在大大小小的差異，需要鉆井液與處理劑做好調(diào)配，才能更好的應(yīng)對(duì)惡劣作業(yè)環(huán)境，從而減輕鉆井過(guò)程中對(duì)儲(chǔ)層的傷害。除了考慮到鉆井液應(yīng)用的特殊性，還應(yīng)考慮到應(yīng)力的敏感性，做到巧妙應(yīng)對(duì)，避免其對(duì)儲(chǔ)層的不良影響。工作人員應(yīng)合理科學(xué)的選擇表面活性劑，避免同其他操作產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，避免工作中失誤的出現(xiàn)，保證整體工作高效的進(jìn)行。在鉆井液的多樣化下，工作人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選取最適合的鉆井液，并相應(yīng)的做好鉆井液的保護(hù)。

4.3 儲(chǔ)層壓力增產(chǎn)的保護(hù)

在整個(gè)工作進(jìn)展中，工作人員應(yīng)做好自身的本職工作，監(jiān)督部門(mén)也要起到相應(yīng)的協(xié)助效果，還要將煤巖層隔離發(fā)育情況做到很好的匯總，做好應(yīng)力敏感效果的最佳化，保證整體運(yùn)行環(huán)境的平穩(wěn)性。另外，還需要參考考察中所得數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高壓裂液的應(yīng)用水準(zhǔn)，發(fā)揮作用最大化，整體提升開(kāi)采作業(yè)的技術(shù)水平。除此之外，還要將所有措施做到與規(guī)范相結(jié)合，最大化的保護(hù)鉆井壓力有序的進(jìn)行，做到管理的有效性和技術(shù)的應(yīng)用性，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益與資源應(yīng)用的雙重目的。

5? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在煤層氣鉆井過(guò)程中仍會(huì)出現(xiàn)不同程度的傷害，工作人員應(yīng)做好各項(xiàng)防范措施，積極應(yīng)對(duì)各類難題，去盡可能的避免對(duì)儲(chǔ)層的傷害，做好儲(chǔ)層的保護(hù)工作，選擇合理的鉆井液，掌控好鉆井的壓力，做好壓裂過(guò)程中對(duì)儲(chǔ)層的防護(hù)措施，提升煤層氣的采集率，不浪費(fèi)一絲一毫的珍貴資源。對(duì)不合理鉆井方法做到及時(shí)取締，降低鉆井作業(yè)中對(duì)儲(chǔ)層的入侵傷害。在當(dāng)前鉆井技術(shù)下，還要積極探索新工藝、新技術(shù)及新方法，為社會(huì)更快、更好發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)。

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