煤层气钻井工程作业规程
1 范围
本规程规定了煤层气钻井工程设计的指导原则、作业程序和要求。包括钻井工程设计、钻前准备及验收、钻井施工作业、取心施工作业、固井施工作业、健康、安全与环境管理(HSE)要求、钻井工程资料汇交要求及钻井完井交接验收等十项内容。
本标准适用于煤层气勘探开发过程中的参数井、试验井、生产井等钻井工程的设计、施工作业、资料汇交和验收。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 8979 污水排放要求 GB/T 1165l 劳动保护用品
SY/T 5172 直井下部钻具组合设计方法 SY/T 5272 常规钻井安全技术规程 SY/T 5322 套管柱强度设计推荐方法 SY/T 5334 套管扶正器安装间距计算方法 SY/T 5396 石油套管现场验收方法 SY/T 5411 固井设计格式 SY/T 5412 下套管作业规程
SY/T 5526 钻井设备安装技术、正确操作和维护 SY/T 5431－1996 井身结构设计方法 SY/T 5618 套管用浮箍、浮鞋 SY/T 5672 钻井井下事故处理基本规则 SY/T 5724 套管串结构设计
SY/T 5876－93 石油钻井队安全生产检查规定 SY/T 5957－94 井场电器安装技术要求 SY/T 5958 井场布置原则和技术要求 SY/T 5964 钻井井控装置组合配套规范
SY/T 6228－1996 油气井钻井及修井作业职业安全的推荐方法中第八章和第、款
SY/T 6283－1997 石油天然气钻井健康、安全与环境管理体系指南 SY 5974－94 钻井作业安全规程
Q/CUCBM 0301-2002 煤层气钻井工程作业规程
3 钻井工程设计
钻井工程设计原则
钻井是为了达到一定的地质或工程目的，钻井工程设计是根据“地质或工程目的”作出的。但由于钻井技术条件的限制，钻井本身在诸多方面的最优要求与要求达到的目的不完全一致，有时是矛盾的。因此，钻井工程设计应有“地质或工程目的”设计方、钻井工程设计方及相关方共同参加，协调其间的矛盾，使钻井工程设计能在满足地质或工程目的的同时，也能满足当前钻井工程技术条件的要求。
钻井工程设计步骤
科学系统地进行钻井工程设计是确保钻成高质量煤层气井的前提，任何煤层气井钻井工程设计必须按如下步骤进行选择和设计，详见图1：
钻井工程设计书格式
煤层气钻井工程设计按钻井工程设计书格式标准执行。设计步骤如下： （1）认真研究、理解地质目的和工程任务。 （2）收集相关资料，并进行钻井工程条件研究。
（3）学习有关国家和地方法律法规，根据要求制定设计原则。 （4）井身结构设计。 （5）套管柱设计。 （6）优化钻井工艺技术。
（7）钻井设备优化组合设计。
（8）钻井循环介质优化及钻头水参数设计。 （9）钻柱设计。 （10）固井设计。 （11）取心设计。 （12）工序安排。
（13）制定健康、安全与环境管理措施。
图1 井身结构设计流程图
井身结构设计 井身结构设计依据
井身结构设计的主要依据是地质目的、地质设计要求、地层结构及其特征、地层孔隙压力、地层水文条件、地层破裂压力、完井方法、增产措施、生产方式及生产工具等。
井身结构设计程序
井身结构设计程序应参照图1流程进行，但在实际设计中应根据具体地质条件综合考虑各方面的因素作相应补充和完善。
井身结构设计原则
1采用的所有钻井工艺技术应有利于发现，认识和保护煤层气储层，有效地控制异常地层压力，保证井控作业顺利进行。
应避免漏、涌、塌、卡等复杂情况的产生(一般应留有余地)，实现安全、优质、快速、低成本钻井。充分考虑压力梯度曲线和地层破裂压力梯度曲线。
5煤层气井的套管设计是由内向外、由小到大进行设计。通常情况下，生产套管是最内、也是最小的套管，套管设计由生产套管开始逐渐向外设计较大的套管。生产套管宜采用Ф套管；确因产水量大、地层复杂或为提高气水产量，可采用更大直径的套管；风险勘探所施工的参数井，可采用小井眼钻井(二开井径小于Ф118mm）。井身结构选择设计参照煤层气钻井优选套管与钻头匹配关系图2执行：
套管和衬管尺 钻头和井径，mm 套管和衬管尺寸，mm 钻头和井径，mm 套管尺寸，mm 钻头和井径，mm 套管尺寸，mm 钻头和井径，mm
图2 煤层气钻井优
与钻头匹配关系图(图中单位：mm)
目前的煤层气生产和试验井井身结构多采用表1的结构。
表1 煤层气井常规钻井井身结构表 单位：mm
开钻程序 一开 二开 钻头尺寸 Ф Ф 套管类型 表层套管 生产套管 套管尺寸 Ф Ф 选套管
7 地层条件复杂情况下，目前多采用表2的结构
表2 复杂地层条件下煤层气井钻井井身结构表 单位：mm
开钻程序 一开 二开 三开 钻头尺寸 Ф Ф Ф 套管类型 表层套管 技术套管 生产套管 套管尺寸 Ф Ф Ф 进行煤层气勘探的地区，为了取得地层、煤层和储层参数资料和满足经济勘探的目的，可用Ф95mm或Ф118mm等较小井眼，对储层等进行绳索取心、测试和测井等。进行综合分析评价后，再判定下步勘查与成井作业方案。
9 然而有必要对目前的煤层气生产和试验井井身结构进行探索，如采用表1所示结构。
表1 煤层气井常规钻井井身结构表 单位：mm
开钻程序 一开 二开 钻头尺寸 Ф Ф 套管类型 表层套管 生产套管 套管尺寸 Ф Ф 井口及井控设计
煤层气多为低压、低渗气藏，在已往煤炭资源普、详查和勘探过程的钻井施工中，从未发生过井喷。河南省煤炭资源勘查与开发程度较高，在已进行过煤田勘探区进行煤层气勘探开发，根据以往资料煤层气发生井喷的可能性又很小时，一般不安装专门的井控装置，但施工现场应备压井材料，在设计中应执定井控措施。
在从未进行过煤田勘探区进行煤层气勘探开发，区内有可能存在高压、高渗储层时，应安装专门的井控装置，现场配备压井材料，设计中应执定详细的井控措施。
完井后井口保护装置安装要牢固可靠。安装时生产套管用大勾提引，使其充分伸展后方得固定。
钻井循环介质设计 钻井循环介质设计依据
应根据地质设计提供的地层压力，煤层结构、岩层的完整性，在钻井设计时选定压差，并用当量循环密度进行验算，最后确定钻井循环介质类型、密度等技术指标以及这些指标的允许使用范围。
煤层气井钻井循环介质设计应包括以下主要因素(不局限于这些因素)： 1）完井方法及储层强化方法； 2）相关煤层气开发工艺；
3）尽量减少对煤储层的伤害，保护煤储层；
4）稳定和保护井壁，平衡地层压力，以保障钻进施工安全； 5）润滑、冷却钻头及有效携带岩粉。 钻井循环介质优选原则：
1）取参数的参数井在测试前的储层段钻进时，尽量减少对煤储层的伤害，保护煤储层，以确保所取参数的准确性，宜选用清水、无粘土钻井液或低固相优质钻井液；
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