河南省濮阳市中深层地热地质特征、资源储量及开发利用适宜性评价

濮阳市中深层地热资源丰富,但地热资源综合利用程度和综合经济效益有待进一步提升。通过收集和分析濮阳市已有76个中深层地热孔钻探资料和近年的勘查研究成果,对研究区地层分布、地质构造、水文地质条件、热储特征等进行分析,采用体积法对研究区中深层地热资源进行定量计算,并开展地热资源开发利用有利区评价。研究结果表明,濮阳市适宜开发利用的热储层主要是馆陶组砂岩热储层、奥陶系灰岩热储层,赋存其中的地热资源丰富,其中,馆陶组热储层地热资源总量为8.67×10^(10)GJ、可采资源量为2.17×10^(10)GJ,奥陶系热储层地热资源总量为9.68×10^(10)GJ、可采资源量为1.45×10^(10)GJ。研究评价结果为进一步摸清濮阳市中深层地热资源家底、科学编制地热资源开发利用规划、推动地热资源高效开发利用提供了一定的理论依据。

河南鹿邑深部大口径页岩气调查井钻探施工技术研究

大口径页岩气调查井鹿页1井部署在南华北盆地鹿邑凹陷区,设计井深3360.00m,完钻井深3506.50m。钻探目的是查明地层层序,探索上古生界页岩发育特征及含气性,兼探致密砂岩气和煤层含气性。介绍了鹿页1井的钻探施工情况,针对区域内地层复杂,构造发育,山西组及上石盒子组泥岩层段较多,施工中易出现坍塌、掉块等孔内复杂情况,以及目的层垂深大,泥岩、煤、砂岩互层,取心难度大等技术难题,优配了ZJ40石油钻机,研究并实践了PDC钻头+螺杆+MWD无线随钻高效复合钻井技术、复杂地层高密度、高黏度钻井液体系和深孔PDC筒式取心钻头+川8-3取心筒绳索取心技术,建成了1口可供地层含气性测试的合格井,为该区同类钻井工程提供了有益借鉴。获取了岩心等实物资料,查明了该井区地层结构,太原组、山西组、下石盒子组钻遇51层油气显示,为南华北盆地鹿邑凹陷页岩气资源评价奠定了基础。

河南省煤层气钻井技术发展历程及展望

河南省地勘队伍自2003年开展煤层气钻井施工以来,积极开展技术创新研究,先后研发了大直径绳索取心机具、射流式扩孔掏穴器等专用器具,率先开展了煤层气参数井、水平井、采动井、穿采空井等施工技术研究和实践,形成了涵盖各类煤层气井型的钻井施工技术体系,积累了丰富的实战经验,促进了我国煤层气产业的发展。本文在总结了河南地勘单位在煤层气钻井技术方面取得的成果的基础上,结合国内煤层气开发深度逐渐增加、采空区覆盖面积逐渐增大、构造煤煤层气未实现突破等行业发展需求,提出了开展高效煤层气水平井钻井技术、气动定向钻井技术及构造煤开发钻井关键技术等方面研究的建议。

影响煤层气钻井工程的工程地质因素分析

随着我国经济的快速发展,常规化石燃料资源使用量逐年增大,但是由于常规化石燃料资源的国服开采,导致我国的常规化石燃料资源所剩无几。在常规化石燃料的开采面临着巨大的压力之下,开采非常规的化石燃料资源可以很大程度上解决我国的资源短缺问题,在这样的背景之下,开采并利用煤层气对于我国资源的利用有着十分重要的意义。我国的煤层气资源储量丰富,所以要加快对煤层气资源的开发。在煤层气的开采过程中,开采工艺和钻井的好坏对于开采出来的煤层气的质量有着直接的关系,而且开采区域的地质对煤层气的开采也有一定的影响。本文主要对影响煤层气钻井工程的工程地质因素分析,并提出了相应的开采方案。

煤矿水害治理多分支水平井精准定导向技术研究

多分支水平井注浆技术因其施工成本低、环境污染小、隔水效果好等特点,被广泛应用于煤矿水害治理中。但由于煤层底板普遍存在断层发育、目的层薄、破碎带聚集等复杂情况,施工时常出现泥浆漏失、顺层钻进困难、穿越断层易卡钻等难题,严重影响了注浆治理效果。针对这些问题,本文以安徽某煤矿为例,在对其地质特征进行分析的基础上,从定向轨迹设计、定导向设备选型以及井眼轨迹控制等方面展开研究,将定向钻进和地质导向技术结合,优化复杂地质条件下多分支水平井定导向技术,并成功应用于多分支水平井超前注浆改造工程中。现场应用表明,该技术提高了井眼轨迹控制的精确性,保证了目的层钻遇率,应用效果良好。

单体大直径空气潜孔锤钻井工艺研究及应用

近年来,大直径工程井被广泛应用于煤矿瓦斯抽采、输冰降温、强排水、通风送料等,其施工工艺主要有正循环气动潜孔锤钻井技术和反循环气动潜孔锤钻井技术;前者需要风量大,成本高,后者需要配置全套专用机具,实施难度大。为对现有空气潜孔锤钻井技术进行优化,以王台铺矿大直径抽排水井为例,对单体大直径空气潜孔锤钻井工艺进行研究,单体大直径潜孔锤+跟管钻进技术,解决大直径工程井施工效率低、深度浅、技术装备不完善、施工成本高等难题,可为国内同类型井施工提供借鉴。

U型地热井取热影响因素数值模拟研究

中深层地热是未来地热资源开发的潜力区,U型地热井是实现中深层地热高效开发的一种重要手段。以河南豫东地区地质与储层资料为基础,以3000 m深U型地热井为研究对象,采用多物理场数值模拟软件建立U型地热井井筒与周围地层耦合的物理模型,通过数值模拟研究了不同运行情景下各种因素对井口温度和取热量的影响。研究结果表明,该区在满足用户负荷情况下的合理水平段长度约为1000 m,管道内径为177.8 mm,保温段长度为1500 m;管道内径和水平段长度影响水平取热段的温度扰动突破时间,井口温度在该时间之前基本保持稳定;U型地热井上升段周围地层温度存在“降低、平衡、升高”三个变化区域,合理的保温段长度不宜超过平衡区域。

大直径工程井套管完井关键技术应用研究

大直径工程井成井后井眼直径一般为Ф300-Ф1500mm之间,深度1000m以浅,入井的表层套管和工作套管直径一般在Ф280-Ф1200mm之间。由于井眼直径大、深度大、施工周期长再加上套管直径大、总质量大等特点。在施工过程的不同环节发生了不同形式的套管挤毁事故,造成整井报废,损失惨重。通过运用材料力学基本原理,对下入井内的套管进行了深入的力学分析,确定套管的规格。根据钻孔深度、套管材质、设备提升能力的具体情况,确定具体的下管方法。结合大直径工程井套管与井径环空容积大、固井时注水泥量大的特点,采用井口密封止逆内管法固井,提升固井质量。为今后大直径工程井的施工技术,具有重要的借鉴和参考意义。

大直径工程井钻孔防斜关键技术研究

大直径工程井钻孔中对垂直度要求高,施工过程中的防斜保直难度大。通过分析此类大直径井的特征及施工过程中造成井斜的原因,研究出一套适合大直径工程井的施工方法和钻具组合。通过分析造成大直径工程井井斜大的原因,从成孔方法、防斜钻具、纠斜钟摆钻具的选择等方面对大直径工程井钻孔防斜的关键技术进行研究,并将该项研究应用到具体的工程实例中。研究对提高大直径工程井钻井防斜具有一定的指导意义。

河南省煤矿采煤塌陷区特征及治理措施研究

论述了河南省采煤塌陷区的发育分布现状及危害,根据河南省采煤塌陷区的自然特点和塌陷状况,将河南省采煤塌陷区分为三类,并详细论述各类塌陷区的特征。同时,提出了不同采空塌陷区的综合防治措施。

焦作矿区煤系含气系统基本要素研究

煤系气是重要的天然气资源,明确煤系含气系统的基本要素对于煤系气勘探开发至关重要。以焦作矿区石炭—二叠系海陆过渡相含煤岩系为例,基于区内煤系气勘探资料,从生、储、盖及上覆岩层4方面,探讨了研究区煤系含气系统的基本要素及其特征。研究表明,焦作矿区石炭—二叠系烃源岩以煤和暗色泥岩为主,马厂1井太原组、山西组和下石盒子组泥岩的TOC含量分别为1.68%、0.905%和4.35%,二1煤顶底板泥岩的S_(1)+S_(2)含量分别为0.452、0.576 mg/g,达到了较好—好烃源岩级别;从镜质组含量、类型指数等方面,判定烃源岩为Ⅲ型有机质类型;烃源岩热演化程度整体处于成熟—过成熟阶段,处于主生气期。储集层以煤为主,其次为泥岩和部分砂岩,其含气量分为11.54~23.16、1~3、0.18~1.47 m^(3)/t,储集层矿物组成主要为石英和黏土矿物,主要发育植物胞腔孔和气孔,孔隙度介于0.80%~11.08%,渗透率介于0.004×10^(-3)~0.012×10^(-3)μm^(2),具有低孔低渗的物性特征;太原组、山西组和下石盒子组泥岩的饱和气突破压力为5.88~9.80 MPa,饱和煤油突破压力为13.72~14.11 MPa,具有很好的封闭能力。研究认为,焦作矿区石炭—二叠系煤系含气系统基本要素的组合关系为,烃源岩发育于太原组至下石盒子组,优势储集层为山西组,上石盒子组为区域盖层,第四系及新近系为研究区上覆岩层。

穿采空区煤层气水平井井眼与管柱相容性分析及应用研究

穿采空区煤层气水平井是目前在山西沁水盆地实施的一种穿3号煤层采空区,并在下部9号、15号煤层进行水平段钻进的一种井型,由于3号煤层大部分已采空放塌形成采空区,与下部9号、15号煤垂直距离45~90 m,因而在施工时必须以一定的曲率穿越采空区才能确保在靶点位置精准着陆并确保水平段目的层钻遇率,同时应尽可能以较小的井斜角穿采空区钻进,以降低穿采空区钻井及下套管难度。因而,文章通过对穿采空区煤层气水平井定向段钻进及下套管过程中管柱与井眼的相容性进行分析,以API和IADC推荐的套管允许最大井眼曲率计算公式为基础,考虑上提力、螺纹强度、套管扶正器外径等影响因素,对井眼曲率计算公式进行优化,并将优化后的公式应用于SHH28-L1井的施工设计中,得出该井二开、三开钻井时的最大井眼曲率,确保了该井顺利实施,可为该区今后实施该类井型提供一定的参考和借鉴。

页岩气钻井岩屑资源化利用环境安全控制技术研究

伴随着我国当今经济的快速发展,我国的工业也迅速崛起。但是,目前我国的建筑工业,生产工业以及其他工业在发展过程当中所产生的污染物会严重污染环境,同样也会浪费更多的资源。而且,国家近几年来也开始出台相应的环保政策,尤其是针对我国近年来工业的发展要求工业在发展过程当中必须合理利用工业副产品来进行资源优化,保护环境并且防止污染。本文将会就页岩气钻井岩屑资源化利用,环境安全控制技术进行仔细分析。

河南省镇平县杨连沟石墨矿矿床地质特征及成因

镇平县杨连沟石墨矿区大地构造位置位于秦岭褶皱系东段南缘、架鸡窝复背斜的南翼、朱阳关—夏馆断裂北侧,处于雁岭沟组石墨矿带的东端。区内出露的地层主要为下元古界秦岭群雁岭沟组,矿区内圈定6个石墨矿层,12个石墨矿体,矿石量2168.93万t,石墨矿物量102.81万t,固定碳平均含量4.74%,为大型矿床。矿石自然类型为石墨透辉方解石片岩型;工业类型为需选矿型鳞片状晶质石墨矿。矿床赋存于雁岭沟组一套中深变质的副变质岩系中,矿体(层)即是地层,该套地层具明显的沉积韵律特征,矿床类型属沉积变质型。

煤层气U型井水平井固井技术研究

U型井是煤层气资源开采的一种新型模式,在水平井固井施工时易出现水泥浆冲刷洞穴,部分水泥浆进入洞穴直井,破坏直井,另外,斜井段顶替效率低,容易造成泥浆窜槽,影响固井质量。为了解决这一问题,提出了分流水泥浆套管串结构和采用低密度水泥浆+速凝早强水泥浆体系固井技术。该工艺技术不仅保证了水泥浆能顺利返至地面,也避免了水泥浆对直井洞穴的冲刷,确保固井质量,因而在类似煤层气U型井固井作业时具有良好的应用前景,可逐步推广。

山西中村煤矿抢险救援快速钻井施工技术

2016年7月2日,山西中村煤矿发生突水事故,12名矿工被困井下。采用CMD100型车载钻机、空气潜孔锤钻井技术准确钻孔至离地面114m的巷道中心,快速建立了生命通道,给井下被困矿工送去急需的给养,为进一步抢险救援赢得了宝贵时间,最终8名被困矿工成功获救。本文介绍了该次矿山抢险救援中2号食物补给井的快速钻井施工技术,并对矿山应急救援钻井专业队伍建设和装备配套提出了建议。

煤矿灰岩层水平井注浆技术研究

通过煤矿底板灰岩含水层水平井注浆加固治理,可较好地解决煤矿底板防治水难题。为了提高水平井注浆加固灰岩含水层的效果,以界沟煤矿东一下采区水平井为研究对象,根据灰岩含水层渗透性特征,确定了扩散半径、浆液类型及配比。结合水平孔钻进情况,运用破壁和清水洗井技术,进行压水试验和静压升压注浆加固治理;确定了注浆压力、终止流量、注浆数量;在注浆顺序、装备选型、水平注浆、效果验证等关键技术进行了研究应用。结果表明,治理区采用扩散半径27 m,灰岩采用水泥浆单浆液;清除泥皮,清水洗井,选配高速制浆和智能化注浆装备,进行孔口分段式注浆,递增升压至10 MPa,注浆量提升至0.8 t/m,有效提升加固治理效果。

煤层气井储层钻井液损害及保护工艺技术

在煤层气井开发过程中,钻井完井液滤液和固相在完井作业过程中的液柱压差、完井液对储层的浸泡时间、环空流速、井下复杂情况等作用下侵入地层,发生物理化学反应,堵塞气流通道,降低渗透率,对煤储层造成不同程度的损害。在分析煤储层的损害的机理及原因的基础上,提出了从合理选配钻井液、使用暂堵剂、选择合理的钻井工艺等方面对煤储层进行保护的技术措施。

过煤矿采空区地面瓦斯抽采钻井施工技术

过煤矿采空区地面钻井施工普遍面临着钻井液大量漏失的技术难题,本文采用一开钻井液钻进,二开及之后均采用空气潜孔锤钻进的工艺技术,有效解决了采空区煤层以上全井漏失和过采空区煤层冒落段坍塌问题,实现开发利用采空区下部煤层煤层气的钻井目的,可在适宜地区推广。

大直径潜孔锤跟管钻进直排井施工技术研究与应用

王台铺矿矿井关闭后的涌水对临近矿井安全生产造成了严重的影响,实施大直径直排井进行排水是降低上述影响的重要手段。根据煤层地质及涌水量,直排井井眼直径设计为Ø650 mm,垂深205 m。由于目的层为巷道且穿过3号煤层采空区,常规钻进方法对目的层安全产生一定的影响,且其钻速慢、成本高。为此,提出了一种大直径潜孔锤跟管钻进新技术,利用潜孔锤进行碎岩,利用跟套管降低环空上返面积进而降低风量要求,有效解决了大直径井眼空气钻进风量需求大、成本高的技术问题。该技术在王台铺矿3口大直径直排井施工中的应用表明,该跟管钻进技术耗气量低、排渣效果好、密封性能优良,平均建井周期20天,平均时效10 m,大幅提高了大直径井眼的钻进效率,降低了钻探成本。