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GB／T 40547-2021 煤层气钻完井设计指南.pdf

5.2.2.1根据地层岩石可钻性及生产、排采要求优选井眼尺寸。 5.2.2.2 据上部地层钻井地质特征、表层封固要求等确定表层套管下人深度。 5.2.2.3 根据增产措施、井下作业、生产管柱的尺寸等选择或优选套管的强度和尺寸。 5.2.2.4 套管柱结构设计和套管强度校核按照SY/T5724的规定执行。 5.2.2.5根据地层的腐蚀环境和条件，选择套管材质并制定防腐措施

5.2.3.1常规煤层气并并身结构按表1设计。

HG/T 4334.1-2012 碱类物质泄漏的处理处置方法 第1部分氢氧化钠GB/T405472021

表1常规煤层气井井身结构

5.2.3.2复杂地层情况下按表2设计

5.2.3.2复杂地层情况下按表2设

3.3采用小井眼钻井时，钻头尺寸不小于89mm

根据所钻地层特性和并段长度，结合邻井资料，选择钻头尺寸、钻头类型、切削结构等，确定钻压、转 速、泵压、排量和水眼组合等参数

5.4.1钻具组合设计执行SY/T5619的规定。 5.4.2钻具组合宜满足井眼轨迹控制、取心作业和井下复杂情况处理的要求 5.4.3对于直井钻遇地层倾角大、软硬交错互层多的易斜地区，宜设计防斜打直钻具组合。

5.5. 1 一般要求

.1.1根据地层孔隙压力、塌压力和破裂压力预测结果，结合邻井实钻情况和钻井工艺要求，确 理的钻井液密度。 .1.2针对各井段地层情况，优选钻井液体系，并确定关键性能指标，如黏度、切力、固相含量等

5.5.2煤系钻井液性能要求

5.5.2.1宜选用清水、气体、无黏土钻井液、泡沫钻井液等，钻井液密度设计按照5.5.1.1，含砂量 ≤0.2%，pH值7.5~8.5。 5.5.2.2上述钻井液不能满足安全钻进要求时，可采用环保型聚合物钻井液，钻井液密度设计按照 5.5.1.1，漏斗黏度≤45s，API失水≤10mL（水平井宜≤5mL），固相含量≤5%，含砂量≤0.2%，pH值 7.5~8.5

5.6.1依据煤层特征及取心要求，优选取心工艺方法和取心钻进参数。

.1依据煤层特征及取心要求，优选取心工艺方法和取心钻进参数。 2明确井眼准备、取心工具的检查、下钻、取心钻进、割心和起钻等作业要求。 .3宜采用绳索式半合管取心工具，煤心直径不小于60mm。 .4根据煤层顶底板和煤层具体情况采用PDC取心钻头、硬质合金取心钻头或金刚石取心钻头

5.7水力参数与摩阻扭矩计算

根据井眼清洁要求和井筒能承受的最大环空当量循环密度，按照SY/T6613的推荐作法或通过专 业软件设计水力参数，计算环空返速、循环压耗、钻头水功率、钻头喷嘴喷射速度，优选泵排量、钻井液性 能、钻具组合、钻头喷嘴类型、钻头喷嘴尺寸和数量。 通过专业软件模拟计算入井管柱极限工况下的摩阻扭矩，并根据计算分析结果制定相应的降摩阻 扭矩措施。

5.8.1钻井设备包括提升设备、转盘、钻井泵及其他钻机配套设备。 5.8.2钻机综合提升能力宜大于不同钻井工况下最大钩载的1.5倍。 5.8.3转盘扭矩宜大于不同钻井工况下最大扭矩的1.5倍。 5.8.4根据水力计算所得泵压与排量，优选钻井泵，额定泵压宜大于最大模拟泵压的1.2倍

5.9.1在地质资料清楚或勘探开发程度较高的区块，根据以往资料无井喷风险的煤层气井，可不安装 防喷器，但施工现场建议备压并材料，在设计中制定并控措施。对于地质资料不清楚的煤层气并宜选用 单闸板或双闸板液压防喷器及其配套的液压控制系统和节流管汇。 5.9.2在对地质条件作充分了解的基础上，结合井口装置和后续作业要求进行试压设计。 5.9.3宜有井口和防喷器装置示意图.标明尺寸、压力等级、材质和连接方式等关键参数， 5.9.4井口与套管保护要求按照SY/T6818的规定 5.9.5完井井口装置宜采用环形钢板简易井口，明确试压要求、焊接要求和电焊井号等

返高要求主要包括： a）表层套管外水泥浆宜返至地面； b） 技术套管外水泥浆宜封固煤层、水层等资源层和复杂地层； ) 生产套管外水泥浆至少上返至目标煤层以上200m，并封固煤层、水层等资源层和复杂地层 若需负压抽采，水泥浆宜反至地面

包括隔离液、水泥浆、顶替液的泵注体积与排量等

6.5 水泥浆密度设计

GB/T405472021

综合考虑地层孔隙压力、漏失 以及顶替效率设计水泥浆密度。宜选择常规密度水泥

技术套管的套管鞋以上100m内和生产套管的套管鞋至顶部目标煤层以上150m内加放套管扶 正器。

固井施工前，取现场水对设计使用的水泥按GB/T19139的要求进行试验，试验内容主要包括：抗 压强度、稠化时间、滤失量和流变性等。 水泥浆主要性能要求包括： a）表层套管固井水泥石24h抗压强度宜大于3.5MPa； b 技术套管固井水泥石24h抗压强度宜大于7MPa； 生产套管固井水泥石24h抗压强度宜大于14MPa； d） 低密度领浆的稠化时间设计为注、替水泥浆时间加上不少于60min的安全附加时间，常规尾 浆的稠化时间设计为注、替水泥浆时间加上30min～60min的安全附加时间； e 直井井段固井水泥浆滤失量宜不大于150mL，定向井和压裂井段水泥浆滤失量宜不大于 100mL，水平井根据实际情况提高要求

.1.1根据给定的井位坐标，实地勘测确定地面并口位置，待基础施工结束后复测并位 .1.2井场布置按照SY/T5466的规定。 .1.3根据煤层气钻井和压裂作业要求，井深1000m以浅的井场面积不宜小于50m×35m，井深 000m以深的井场面积不宜小于50mX40m，丛式井等特殊情况的井和1500m以深的井宜适当加 ，水平井井场面积不宜小于80m×60m。其他内容按SY/T5466的规定执行

7.2基础选型与布置要求

7.2.1按照SY/T5972的规定，提出基础选择及布置的要求。 7.2.2按照SY/T6199的规定，提出基础施工及布置的要求。 7.2.3设备基础平面宜高于井场面100mm~200mm，并排水畅通。 7.2.4设备基础地基承载能力不小于0.15MPa，遇不良地基宜进行技术处理

7.2.1按照SY/T5972的规定，提出基础选择及布置的要求。

7.2.1按照SY/T5972的规定，提出基础选择及布置的要求 7.2.2按照SY/T6199的规定，提出基础施工及布置的要求。 7.2.3设备基础平面宜高于井场面100mm~200mm，并排水畅通。 7.2.4设备基础地基承载能力不小于0.15MPa，遇不良地基宜进行技术处理

.1按照SY/T5974中的规定，提出并场消防应对措施及器材配备的要求。 .2按照SY/T5225中的规定，制定井场火源、易燃易爆物源的安全防护措施，并建立井场动火作 批制度。

进行分析 .2对可能含有硫化氢、一氧化碳等有毒有害气体的特殊层位、埋藏深度、含量情况进行分析 .3对所在地区的气温、风力、雨量、 1起的地质灾害进行分析

8.2.1依据邻井钻井实钻情况，制定设计井复杂情况的预判与应对措施 8.2.2依据区块内浅层气、煤层气分布层位、井段分析结果，预测设计井浅层气、煤层气分布层位、 井段。 8.2.3制定设计井可能钻遇的断层、漏层、超压层位和井段等的应对措施。 8.2.4对含硫化氢、一氧化碳等有毒有害气体的异常情况，单独制定应急处理预案

9健康、安全、环保要求

9.1按照SY/T6276的规定，制定煤层气钻完井健康、安全与环境管理体系、组织机构、管理程序和警 示标示。 9.2按AQ1081的要求配备必要的防护装备，防止有毒有害气体、刺激性物质及噪声对人体造成 伤害。 9.3针对可能发生的生产事故与自然灾害，制定有关防火、防爆、防泄漏、防误操作等措施。 9.4制定环境保护控制措施和废弃物处理方案。 9.5针对煤层气开发过程对地下水、植被、耕地等的影响，明确水体保护措施，

10钻完井工程质量要求

10.1钻井工程质量控制要求，参见附录A。 0.2固井水泥环胶结质量分级按照SY/T6641的规定，煤层及上下50m井段固井质量宜达到中等 及以上。

煤层气钻完井设计书内容框架参见附录B。

附录A （资料性） 钻井工程质量控制要求 直井钻井工程质量要求见表A.1

GB/T405472021

表A1直并钻并工程质量要求

井钻井工程质量要求见

表A.2定向井钻井工程质量要求

B.2地质储层基本数据

煤层气钻完井设计书内容框架

包括区域构造概况、构造基本特征、地层序列及岩性简述、标准层、煤层物性特征、岩心资料、地下 资料、地层压力预测等。

活邻井地质资料、邻井工程资料、邻井事故及复杂

包括轨迹数据表、二维剖面图、水平投影图及三维示意图、防碰设计等。

B.5井身结构和套管设计

活地层岩性分析及钻头选型、钻头计划表、钻井参

包括各个并段的钻具组合及使用要点。

包括钻井液基本要求、各井段钻井液体系及主要性能、钻井液密度设计曲线图、各井段钻井液配 维护方法、煤储层保护措施

B.10水力参数与摩阻扭矩计算

包括井眼清洁计算、水力参数计算、工程措施要求。 包括钻具摩阻扭矩计算、套管摩阻计算、工程措施要求

包括对钻井设备进行模拟校核，列出钻井主要设备

B.12 并口装置要求

包括井口装置设计的依据和要求、历次开钻井口装置示意图、套管和套管头试压要求，

层套管固井参数设计、各层套管固井施工程序。

B.14钻前工程技术要求

LY/T 2044-2012 葛根栽培技术规程包括井位与井场的条件要求、基础选型与布置要求、消防要求。 B.15风险分析 包括地质风险和作业风险分析

B.16健康安全环保要求

GB/T405472021

包括基本要求、环保要求、钻进作业安全措施、起下钻及短起下钻作业安全措施、预防卡钻的措 防井眼扩大的措施、预防井漏的措施、放喷要求与井控措施

B.17钻完井工程质量要求

JB/T 11323-2013 中小功率柴油机 可靠性评定方法包括并身质量、取心质量、固并质量等