低温早强水泥浆在煤层气水平井三开固井中的应用

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1、“低温早强水泥浆”在煤层气水平井三幵固井中的应用张娜山东省煤田地质局第二勘探队摘要：采用“低温早强成膜型水泥浆体系”在单分枝水平井三开煤层段固井进一步提高了封隔质量，减少了对产层的损害，从而相对的提高了产能。煤层埋藏深度浅、微孔隙和裂缝发育、机械强度和孔隙度低，易坍塌、易污染;三开套管环空间隙小。通过实验，研制低温早强成膜型水泥浆体系，优选水泥浆性能，采用适当的固井技术，保证了施工的顺利进行，固井质量达到了优质，为煤层气单分枝水平井三开固井施工积累Y成功的经验。关键词：煤层气;三开;固井质量;水泥浆

2、;收稿日期：2017-6-26Applicationof"lowtemperatureearlystrengthcementslurry"inthreewellcementinginCBMhorizontalwellZhangNaShandongCoalMineExplorationTeamNo.2;Abstract：usingthe〃lowtemperatureandearlystrengthfilmformingslurrysystem"inthesinglebranchhorizontalwe

3、llinthethreeopencoalseamcementingfurtherimprovethesealingquality,reducethedamagetotheproductionlayer,thusimprovingtheproductioncapacity.Shallowburiedcoalseam,microporeandfracturedevelopment,mechanicalstrengthandporosityarelow,easytocollapse,easytopollu

4、tion;threeopencasingannulusspaceissmall.Throughtheexperiment,thedevelopmentoflow-temperaturefilmtypeearlystrengthcementslurrysystem,performanceoptimizationofcementslurry,usingappropriatecementingtechnology,ensurethesmoothprogressoftheconstruction,thece

5、mentingqualitytoachievethehighquality,accumulatedexperienceforcoalbedmethanesinglebranchhorizontalwellcementingconstructionthree.Keyword：coalbedmethane;threeopen;cementingquality;cementslurry;Received：2017-6-26煤层气是一种与煤炭伴生的非常规天然气，又称为“瓦斯”，主要成分是甲烷，是以吸附在煤基

6、质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙屮或溶解于煤层水屮的烃类气体。我国从20世纪80年代进行煤层气技术研宂及开发工作，至2004年，全国已施工煤层气井250多口。全国最大的煤层气公司在2008年分解成两大煤层气公司-中联煤层气公司和中石油煤层气分公司。之后几年，这两大公司分别在山西的晋城和陕西的韩城等地进行大量的钻井施工，到2013年这两大公司也相继基本上停止钻井施工，其主要原因是产能达不到预期目的。为了提高产能，煤层气开发中的井型也在一直改进:从直井、定向井、U型对接井到单分枝水平井，钻井的技术难度不

7、断加大，单井成本不断提高，同时对其中的一个重要环节-固井的技术要求更高，釆用合适的固井水泥浆体系，并结合其它的固井技术措施，以提高煤层气井固井质量，从而进一步提高了封隔质量，减少固井过程以及后续开采过程屮对煤储层的伤害，从而相对的提高Y产能。1工程简述1.1煤层气单分枝水平井三开固井煤层气单分枝水平井是:从井深为零开始钻进，一般钻进至基岩界面下10m左右,下套管固井，称为一开;后再钻进至目的煤层底部，准确探明目的煤层层位，再从井底用水泥封至造斜点，侧钻后造斜钻进至目的煤层顶板，下技术套管并固井，称为

8、二开;后在煤层中钻进至设计井深并固井，称为三开。煤层气单分枝水平井的难点和技术关健就是三开固井，在煤层内水平段固井由于煤层松散、易坍等特殊情况，其固井工艺和对水泥浆的研宄、探索一直是近几年固井科技人员的追求。2015年在山四的沁水马必区块由一家美国公司设计、施工的第一口单分枝水平井的套管程序见表1。开钻次序钻头尺寸(mm)套管尺寸(mm)套管下入地层层位套管深5一开D311.15121/4〃D244.5095/S〃上石盒子组0.00'二开D215.9081/2〃D21