第十一章 煤层气的勘探开发技术 煤层气开发的成败，关键在于采取一整套与煤储层物性相适应的钻井、完井、压裂、排采等技术措施。 第一节 钻采工艺技术 开采煤层气常用的有三种布井方式，即针对煤层的垂直钻井、水平钻井和针对采空区的钻井。 垂直井是从地面打钻穿过煤层进行采气，是目前主要的钻井方式（图 11-1）。这种开采方式产气量大、资源回收率高、机动性强，可形成规模效益。但它要求有利的地形条件、厚度较大、渗透性较好的煤层或煤层群。 水平井有两种：一种是从巷道打的水平抽放瓦斯井；另一种是从地面先打直井再造斜，沿煤层钻水平井（排泄井或称丛式井）（图 11-2），在煤层内打若干水平分枝时，又称为分枝水平井或羽状水平井（图 11-3）。水平钻井的方向与面割理方向垂直，适于厚度大于1.5m 的厚煤层，成本较高。 采空区钻井：从采空区上方由地面钻井到煤层上方或穿过煤层（图 11-2）采空区。采空区顶板因巷道支柱前移而坍塌，产生新的裂缝使瓦斯从井中涌出。如果采空区顶部还有煤层并成为采空区的一部分，瓦斯涌出量更大。产出气体中混有空气，热值降低。由于产出气中含氧高，不宜管道输送，产量下降较快的井宜就地利用。 图 11-1 煤层甲烷井类型图 图 11-2 排泄孔钻井工艺图 一、钻井类型分类 按煤层层数分类：根据一口井开采的煤层层数分为单煤层井和多煤层井。单煤层井井筒只与一个煤层连通，多煤层井井筒与多个煤层连通。 根据埋深分类：浅层气井井深大于300m，一般 200~300m 以上属甲烷风化带，不利于煤层气保存；深层气井井深大于1500m， 1500m 以下煤层埋深大，成本高。 目前煤层气最深的井有 2438m。 一般井深为 300~1500m。 按井网的位置分类：有边缘井和内部井两种。 图 11-3 我国第一口水平井实钻井眼轨迹三维图 根据钻井类别分类：有资料井（取心井）、试验井（组）、生产井和检测井四种。资料井主要通过钻区探井取准煤心作含气量等参数测试、试气，并用单项注入法求取煤层渗透率。试验井（组）是通过井（组）降压试采，评价工业性开采价值。开发过程中以采气为目的的井称生产井。监测井主要用于生产过程中压力监测。 二、钻井工艺 煤层气井类型和钻井工艺的选择取决于煤储层的埋深、厚度、力学强度、压力及地层组合类型、井壁稳定性等地质条件。 1、钻机类型 浅煤层钻井一般采用旋转或冲击钻钻井，用空气、水雾、泡沫液做循环介质，也可以使用轻便自行式液压钻机、顶部驱动钻机...
