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        如何提高勘查鉆孔瓦斯壓力測試成功率

        2013-12-22 01:54:52陳頂峰
        河南科技 2013年7期
        關(guān)鍵詞:縮徑鉆井液閥門

        陳頂峰 張 晗

        (1.河南煤業(yè)化工集團研究院,河南 鄭州 450046;2.河南省煤炭地質(zhì)勘察研究總院,河南 鄭州 450052)

        煤炭勘查階段部分鉆孔要進行煤層瓦斯壓力測試,測試方法主要是DST 鉆桿測試,該方法是引用油田行業(yè)的測試方法,在鉆孔穿過煤層2-5m后停鉆,在鉆桿下部接上專用的井下工具(帶膠筒封隔器和電子壓力計的測試器),然后對測試層段封隔蹩壓,進行測試。目前測試環(huán)節(jié)中還存在一定的不足,測試的結(jié)果并不理想,測試的成功率基本在50%左右,作者對測試過程中影響測試結(jié)果的因素進行了具體分析,提出了四個需要改善的環(huán)節(jié),希望對以后的測試起到一定的幫助作用,進而提高勘查階段煤層瓦斯壓力測試的成功率。

        DST 鉆桿測試的結(jié)果理論上是一個二開二關(guān)的壓力與時間相關(guān)的標準曲線,如圖1所示,但是現(xiàn)實測試中的曲線會受到不同因素的影響,有的與標準曲線相差甚遠,接下來對各種測試現(xiàn)象及其因素進行詳細的分析。

        1 鉆井液調(diào)試

        嚴格上瓦斯壓力測試前應該進行清水沖孔,清除煤層上的泥餅,但是考慮到鉆孔安全性,應盡量調(diào)稀鉆井液,使煤層中的瓦斯能夠自由釋放出來。鉆井液過稠,會完全包住煤層,瓦斯氣體不能釋放,并且鉆井液會堵塞測試導氣管,使測試結(jié)果不理想,嚴重時造成測試失敗,二開曲線不顯示,如圖2所示。

        改善方法:實際測試中,一般要求泥漿低含沙量、低失水量,不能過于黏稠。

        2 井下開關(guān)閥門

        目前用于測試的閥門比較先進的是電子開關(guān)閥門,該閥門操作簡單、方便,能夠按測試者的要求定時開關(guān)井,但是由于測試的環(huán)境易潮濕,容易造成開關(guān)遇水失靈,不能完成二關(guān)的要求,測試曲線不合格,如圖3所示。

        改善方法:測試前要對測試開關(guān)做專門的防水處理,或者研制測試專用開關(guān),避免開關(guān)與水接觸。

        3 測壓鉆孔質(zhì)量

        某些地區(qū)地層縮徑嚴重,孔徑變化比較大,待測煤層上部鉆孔縮徑,使儀器不能順利下井,有的縮徑嚴重的無法取出測試工具。上部孔徑過大,封隔器封孔效果不好,甚至封隔器無法坐封,測試失敗,如圖4所示。

        改善方法:選擇測試鉆孔時盡量找那些鉆孔質(zhì)量較好的鉆孔,必須執(zhí)行先測井后測壓的流程,分析測井數(shù)據(jù)和巖心資料,選擇合適的坐封位置,避開破碎帶和擴徑部位,針對某些鉆孔縮徑嚴重的地區(qū),如果確實需要測試,要求鉆進過程中下入套管,這樣不僅可以避免縮徑帶來的測試失敗,另外也避免了測試事故的發(fā)生。

        4 測壓鉆孔位置的選擇

        某些測試結(jié)果與當?shù)匾阎拿簩油咚箟毫ο嗖钶^大,測試過程和測試工具都很正常,最后從當?shù)卮迕窳私獾綔y試鉆孔附近100m以前是煤礦的老采空區(qū),煤層被擾動,且煤層中的瓦斯很大部分被抽才和逸散,造成實際測試的瓦斯壓力較低,如圖5所示。

        改善方法:設計測試鉆孔位置前,首先要對測試區(qū)進行整體的了解,掌握測試區(qū)的構(gòu)造情況,煤層埋深,周圍是否有小的煤窯和采空區(qū),這樣就可以避開煤層擾動區(qū),測出煤層真實的瓦斯壓力。如果必須在裂隙帶、破碎帶地和斷層附近施工測壓孔時,必須對測壓孔周圍50m 范圍內(nèi)進行處理,封堵圍巖裂隙,這樣才能準確測定煤層瓦斯壓力。

        其他影響因素:測試人員不專業(yè)、測試態(tài)度不認真,這也會間接導致測壓結(jié)果的不準確。另外良好的鉆機施工隊伍也是測壓的關(guān)鍵因素,儀器連接的密封性能、下鉆的速度、鉆具下井后適當?shù)慕o壓、提鉆解封的節(jié)奏,都決定著測壓是否能成功。

        5 結(jié)論

        勘查階段鉆孔瓦斯壓力測試成功與否取決于鉆孔的質(zhì)量、測試鉆孔位置的選擇、封隔器坐封位置的選擇、鉆井液的合理調(diào)試、電子開關(guān)閥的正常工作以及測試人員和鉆機人員的專業(yè)素質(zhì)水平,要想提高測試的成功率,就必須嚴格做好上面的各個環(huán)節(jié),使測試的成果準確可靠,能夠?qū)γ簩託獾牡孛骈_發(fā)的合理選區(qū)和煤礦后期的安全生產(chǎn)有著重要的指導意義。測試結(jié)果表明,測試環(huán)節(jié)改善后,瓦斯壓力的測試成功率提高了30%,降低了測試的工作量和測試成本。

        [1](法) 亨利.喬利特.油井生產(chǎn)實用手冊[M].北京:石油工業(yè)出版社,2009.

        [2]盧德唐.現(xiàn)代試井理論及應用[M].北京:石油工業(yè)出版社,2009.

        [3]蘇現(xiàn)波,林曉英.煤層氣地質(zhì)學[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2008

        [4]周世寧,林柏泉.煤層瓦斯賦存與流動理論[M].北京:煤炭工業(yè)出版社.1997.

        [5]俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社,1992.

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