ApplicationofRopeCoringTechnologyinHanchengCoalbedGasWell黎耀斌LIYao-bin曰薛启平XUEQi-ping（陕西省煤田地质局一三一队，韩城715400）（ShaanxiCoalfieldGeologyBureau131Team，Hancheng715400，China）
摘要院针对煤层气井取芯要求提芯时间短、收获率高、质量好等特点。以韩城煤层气勘探开发项目中的WLC20#为例介绍了煤层气绳索取芯钻井工艺、操作要领及施工成果。
Abstract:Inviewofthefactthatcoalbedgaswellcoringrequiresshortcoringtime,highyieldandgoodquality,andtakingWLC20#inHanchengcoalbedgasexplorationanddevelopmentprojectasanexample,thisarticleintroducesthecoalbedgasropecoringdrillingprocess,operatingmainpointandtheconstructionachievements.
关键词院绳索取芯；煤层气井；钻进工艺；成果Keywords:ropecoring；coalbedgaswells；drillingtechnology；achievements中图分类号院TD823文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）25-0154-02
0引言
近年来，中石油煤层气有限责任公司对韩城区块煤层气资源进行大规模的勘探开发，陕西省煤田地质局一三一队承担了许多煤层气探井、参数井、生产井的施工任务，在施工中为了快速准确获取目标煤层的埋深、厚度、煤岩及煤质特征，割理及裂隙发育程度，含气量、含气饱和度、等温吸附曲线、渗透率、储层压力、地应力，煤层顶底板岩石物理力学性质等参数，优选采用绳索取芯钻进技术。下面就以WLC20#煤层气探井为例，对煤层气绳索取芯工艺、技术参数、操作注意事项及取得的成果作以介绍。
1钻井地质简介尧目的及取芯质量要求
1.1钻井地质简介WLC20#位于陕西省韩城市盘龙乡道口梁村前雨溢组西50m，在大地构造位置上处在鄂尔多斯盆地东南缘，浅部构造复杂，断裂发育，中深部地层平缓，断裂较少。设计井深1030m，钻井海拔高863m。该井钻遇地层自上而下为：第四系（Q），三叠系下统刘家沟组（T1l），二叠系上统石千峰组（P2s）、上石盒子组（P2sh），二叠系下统下石盒子组（P1sh）、山西组（P1s），石炭系上统太原组（C3t），石炭系中统本溪组（C2b），奥陶系中统马家沟组（O2m）。目标煤层为二叠系下统山西组3#煤层和石炭系上统太原组11#煤层。完钻层位，奥陶系中统马家沟组。
1.2钻井目的钻穿11#煤层以下40m完钻，下套管，固井；获取目标煤层（3#、11#煤层）的煤层埋深、厚度、割理及裂隙发育程度，含气量、含气饱和度以及煤层顶底板岩石物理力学性质等参数，为申报煤层气储量提供基本数据。
1.3取芯质量要求淤取芯层段为3#、11#煤层及直接顶底板各3m，煤芯采取率逸80%，岩芯采取率逸90%，煤岩芯直径逸65mm。于煤芯从井底提取至井口上提时间不大于T=0.02H（H为煤层井深，单位m，T为上提时间，单位min），做到煤芯结构清楚，不污染，不磨烧变质，不混入杂质。
2钻井主要设备及取芯器具
2.1主要设备钻机：GZ-2000石家庄煤矿机械厂生产井架：27m/A型额定载荷800kN泥浆泵：TBW1200/7B石家庄煤矿机械厂生产柴油机：12V135JZD/380HP上海柴油机厂生产柴油机：6135G/200HP上海柴油机厂生产振动筛：VZS-D型泥浆测试仪器：NY-1型2.2取芯器具根据本井取芯要求和取芯井段的地层岩性特点我们选择了由河南平顶山五环实业有限公司生产的WH-B型大口径绳索取芯器。该取芯器在设计上集中了煤田勘探多种取芯工具的优点，不仅能满足煤层气井对岩煤芯直径和时间的要求，还能与内通径逸93mm的议127mm石油钻杆直接连接。
取芯钻头选用议215.9mm钢体式多阶梯PDC防冲刷钻头。这样取芯和无芯钻进口径相配套，不需扩井，取芯和无芯钻进钻杆可相互转换，大大提高了钻进效率。
钻杆选用内通径逸93mm的议127mm石油钻杆，即可采用常规牙轮、PDC无芯钻进，又可作为绳索取芯钻杆钻进。
3钻进工艺
3.1井身结构一开采用议311mm牙轮钻头钻穿第四系表层进入稳定基岩20m，下入议244.5mm表层套管并固井。
二开采用议215.9mm钻头钻至完井，下入议139.7mm技术套管并固井。
3.2钻具组合一开组合：议311mm牙轮钻头+议203mm钻铤+议178mm钻铤+议159mm钻铤+108mm方钻杆二开组合：议215.9mm牙轮钻头+议178mm钻铤+议159mm钻铤+议127mm钻杆+108mm方钻杆
3.3钻井液
3.3.1钻井液配置与维护采用底固相钻井液钻进。
主要材料除了纯碱、土粉以外，还有腐植酸钾、防塌防卡剂、广谱护壁剂和CMC、等。配置钻井液时，先用预水化浸泡处理土粉，并充分搅拌。各个班组安排一名钻井液管理员及时测量（不少于2次）钻井液性能并做好记录，根据测试结果及时调整钻井液性能，并维护好钻井液净化设备保证其正常运转。
3.3.2钻井液性能指标漏斗粘度19-22秒，比重1.02-1.04g/cm3，pH值7-8，含砂量<2豫，失水量<14ml/30min。
3.4技术措施及施工作业要求
3.4.1钻进参数岩层段：冲洗量900-1200L/min，钻压40-60kN，转速60-100r/min；煤层段：冲洗量360-480L/min，钻压15-30kN，转速40-60r/min。
3.4.2操作要求淤下入井内的钻杆须经严格筛选，仔细检查公母丝扣，严禁弯曲或严重磨损的入井。入井前，先确认内径畅通，且要大于议93mm，在下钻前用自制“通径规”通径。于严格控制下放速度，以免水眼堵塞。下放时若中途遇阻，可先冲洗，少划或不划眼。若不能解决，可改用牙轮钻头通井划眼至内径畅通。切记匀速钻进，参数必须维持稳定，严禁中途停泵、上提方钻杆、钻进中途不能调整钻井液。盂取芯前控制钻速，起钻试通井一次，确保井内无落物。榆井内循环压力正常，井底无沉砂、掉块，井眼畅通无阻，方可送入取芯内筒。虞内筒投入经确认到位后方可进行取芯钻进。愚钻到预定进尺后，停泵，回转实施割芯。
若地层较硬或钻遇煤层夹矸时，可适当磨芯后，再割芯。舆卸开方钻杆用绞车钢丝绳将打捞器均匀送下，距内筒打捞头约50m，适当放慢下放速度，以防冲坏内筒。余上提初期应缓慢，内筒进入钻杆后可快速上提。俞上提遇卡上下活动无效时，用脱卡器将内筒脱开丢在钻具内，将钢丝绳提出，若无法脱开打捞器时，拉断打捞器的安全销，将钢丝绳提出来，起钻处理。提芯过程应随时往井内灌注钻井液，以保持井内压力平衡。逾每取芯一个回次，要对取芯率的高低及其原因进行分析，确定下回次取芯的工艺参数和技术方案，确保岩煤芯采取率达到设计要求。
3.4.3起钻、换钻头操作要求起钻中严禁强拉，上卸钻头要注意保护好钻头的切削刃。
3.4.4井场及人员要求淤井场应设置一块平整、干净的场地，便于岩煤芯出筒。于夜间场地灯光能满足取芯作业要求。盂安排一名取芯专业技术人员，负责工具的调试、检查、维修、保养及参数控制、绳索绞车的操作等技术指导工作。榆取芯作业人员分工明确，各负其责，确保安全。
3.5取芯成果井深912.23-926.93m孔段，进取芯钻进17回次尺14.70m。其中煤芯进尺3.7m，芯长3.40m，获取率92豫，岩芯进尺11.00m，芯长10.45m，获取率95豫。
井深966.70-985.55m孔段，取芯钻进22回次，进尺18.85m。其中煤芯进尺6.25m，芯长5.93m，获取率95豫，岩芯进尺12.6m，芯长11.70m，获取率93豫。
4结语运用绳索取芯施工煤层气井不仅要严格按照操作要求进行作业，还要熟练掌握绳索器具的结构和工作原理及现场一系列细节工作，做到勤分析井内情况，勤检查保养取芯器具的配件，勤调整钻进参数等，才能降低成本，保证质量，提高绳索取芯钻进效率和经济效益。
参考文献院[1]袁志坚，曹伟.大口径绳索取芯器在煤层气参数井的应用[J].中国煤田地质，2007（3）：65-66.[2]刘永彬.多工艺钻进技术在煤层气预探井的应用[A].全国煤炭地质钻探研讨会论文集[C].2007.[3]商克林.瓦斯参数井中绳索取芯钻进施工技术与应用[J].西部探矿工程，2012（2）：84-85.