煤层气开采工艺：固井特点与难点

因煤层气井常采用压裂增产、负压排水开采等措施，这给固井设计与施工提出了更高的要求，如固井质量高，层间封隔好，固井施工中对煤层的伤害要小。和一般油气井相比，煤层气井固井的特点及难点主要表现在以下几个方面。

（1）煤层机械强度低，力学稳定性差，易坍塌

煤层胶结强度低、松散，井壁易坍塌，对多煤层井段易成“糖葫芦”井眼，导致固井过程中水泥浆通行不畅，顶替钻井液的效率低，残留的滤饼和钻井液严重影响煤层的封固质量。

（2）煤层埋藏浅，替浆量少，顶替效率低

煤层气井井身浅，钻井液量少，固井时替浆量少，一般井泵替钻井液只有5～11m3，注水泥完毕即有一半体积以上的水泥浆进入环空，水泥浆与地层接触时间短，不利于顶替井壁和套管壁上的钻井液。受设备及井下条件的限制，固井时可能达不到紊流顶替的排量。

（3）煤储层压力低，封固段长

由于煤层气独特的开采方式，因此一般要求全井封固，封固段长一般在300～1200m之间。固井水泥封固段过长，在施工过程中不但易造成钻井液窜槽、水泥浆严重漏失等问题，而且对煤储层也损害严重。液柱压力高，对地层回压大，会造成水泥浆较大的失水，同时会携带水泥颗粒进入地层，而且也会因为液柱压力大而造成地层漏失。

（4）水泥浆的滤失量大(www.xing528.com)

煤层气储层基质孔隙系统的强吸水性及裂隙孔隙系统的高渗透性使得水泥浆的滤失量大，产层伤害加剧，另外还会导致其性能发生很大变化，影响固井质量。

（5）煤岩层光滑、节理面不规则

随着煤层气的开采，煤层会进一步收缩破裂，产生微间隙。

（6）水泥浆配方设计困难

煤层气井较浅，井底温度低，一般在25～45℃之间，其上部井段温度则更低。低温下低密度水泥浆体系凝结时间长、早期强度低，在低密度水泥未形成强度前，活跃的地层流体已经渗入水泥浆中，破坏了水泥浆体系的稳定性。为加快水泥的水化速度，提高早期强度，必须加入早强剂或促凝剂。常用的促凝早强材料通常会加剧水泥浆体体积收缩，而且水泥浆体由化学收缩而形成的孔隙全部为连通孔，易形成水窜通道。在低温条件下水泥浆失水控制本来就很困难，而促凝剂会增大水泥浆的失水量，使得其失水问题更为复杂。另外，在低温下水泥水化的需水量少，水泥流动性差，但却不能增大水灰比或使用分散剂。因为水灰比增大，水泥浆体积收缩也随之增大，抗压强度降低，而现有油井水泥分散剂在低温条件下都具有很强的缓凝作用。

（7）煤层易受到伤害，保护煤层的难度大

煤储层渗透性低，属于低渗储层，任何环节的污染都会对煤层造成永久性伤害。固井过程中如果水泥浆的密度高、失水量大，水泥浆性能差或施工不当，很容易造成对煤层的伤害。