禁区钻井，这样创造最短周期纪录

淮河两岸，风光旖旎。八公山、舜耕山、上窑山，连绵起伏。

中国石化中原石油工程有限公司40583、40587两支钻井队两座钻塔高高矗立于此，正在开展安徽淮南煤田煤层瓦斯治理钻井施工。这是中原石油工程凭借钻井、管具、压裂等业务兼具的一体化优势开拓出的跨界新业务。

先采气后采煤

煤层气，在煤矿生产中被称为瓦斯。在煤层中，以游离态游离在煤层孔隙中，或以吸附态吸附在煤的微孔表面或颗粒内部。如果大量聚集，易导致在采煤过程中发生瓦斯爆炸，造成重大事故。因此一般采煤矿井都要大力通风，将瓦斯吹出去，防止瓦斯在矿井中累积引发事故。

瓦斯与天然气一样，主要成分是烷烃，可以作为重要的工业原料和日常生活的燃气。外排瓦斯，既浪费了资源又加剧了温室效应。

最理想的煤矿开采方式，便是先采气后采煤——先从地面钻井采气，等到地下煤层气枯竭再挖掘矿井开采煤炭。如此一来，既充分利用了资源，又极大降低了煤炭开采过程中的风险，还能防止大气温室效应，可谓一石三鸟。

淮南煤田沿淮河东西向展布于八公山北麓及淮河以北，隐伏于广阔的淮北平原之下，东西长约200千米，南北宽约20千米，远景储量达数百亿吨，是我国重要煤炭基地之一。

为进行地面瓦斯治理，探索区块压裂、排采工艺技术，淮南矿业集团部署了多口煤层瓦斯治理水平井，希望借助中原石油工程钻井、管具、压裂等业务兼具的一体化优势，实现先采气后采煤目标。但在实际操作中，存在落实困难的问题。

淮南煤田煤层呈粉状，异常脆软且吸水能力强。经钻井液浸泡后，就如同泡水后的饼干，一触即破，形成大量掉块。钻头在这样的煤层中穿行，极易造成煤层坍塌，井眼缩径，甚至卡钻、埋钻。

之前，淮南煤田新谢、高桥等区块都曾部署过煤层气试验井，但由于煤层复杂，均未达到钻探目的。因此，淮南煤层气井成为各家钻井公司谈之色变的“钻井禁区”。施工难度大

煤层气本就是低压、低产、低效的“三低”气藏。如何将“三低”气藏化为宝藏，尤其是开采被视为“钻井禁区”的淮南煤层气？

中原石油工程组织专家多次研讨，达成了一个共识——要做到既完成地面瓦斯治理，又确保钻头不以身犯险，就只能控制钻头避开煤层，在煤层上方相对稳定的砂岩质顶板中水平穿行。如此这般钻井的风险降低了，但并不意味着施工难度的降低。

淮南煤田本来就埋藏浅，断层多，煤层起伏频繁，垂深起伏达到9.47米。为了保证钻头始终贴着煤层走，每钻300米，井队就向下探一探煤层，确保钻头距煤层不超过两米，因此需要频繁定向，大大增加了定向工作量和钻井施工难度。而且要确保绕开附近矿井的巷道，井眼轨迹难以均匀平滑，井壁的摩阻徒增，造成起下钻困难和后期下套管作业难度攀升。

为安全高效完成施工任务，负责施工的中原石油工程钻井一公司充分发挥有多年煤层气施工经验的优势，抽调相关骨干成立技术攻关团队进驻煤层气项目部。

“这是继淮南煤田试验井后，淮南矿业集团布置的首口煤层瓦斯治理水平井，一定要安全拿下这口井！”临上任前，钻井一公司经理樊好福握住煤层气项目部技术副经理袁长虹的手，给予了重托。

“您放心，咱们不仅要安全拿下，还要打成高产井、标杆井，争取更多井位！”袁长虹代表煤层气项目部立下了军令状。

矛盾之中寻解法

既要安全又要提质提速，这看似矛盾的问题并非无解。

煤层气项目部的技术攻关团队对区域内直钻孔地层特性进行研判，认真研究钻井工程设计。以安全为中心、质量为标尺、提速为重点，精心分层制定施工方案和各类应急预案。

“开钻前，我们全面做好设备、物资检查。施工中，紧盯重点施工环节，加强施工中现场技术管理和指导，确保技术方案、措施落实落地。”袁长虹说。从钻前到完井，煤层气项目部超前计划，准点运行，生产无缝衔接，全方位全过程管理，提高了生产组织运行时效。

钻井优选钻头、螺杆，优化钻井参数，采用“PDC钻头+高效螺杆+扶正器”钻井工艺。在水平段，以复合钻进为主，井底螺杆带动钻头和地面顶驱带动钻杆，由单驱变双驱双向发力，以提升转速，助推钻速跃进；以定向为辅，充分利用地层倾角，随弯就弯，确保钻头在预定轨迹的同时提高钻井速度，缩短钻井周期。

钻井过程中，钻头和扶正器极易从井壁刮带出煤层掉块。从井底曾返出长20厘米、宽10厘米、厚4.5厘米的超大煤块。为避免掉块卡钻，煤层气项目部简化钻具组合，提前去掉扶正器，并坚持“进一退二”“控时钻进”原则，采取重复破碎方法，将掉块化整为零，通过泥浆返出井口，逐步循环和释放出瓦斯和煤粉。精心操作刹把，控制起下钻速度，减少钻具对煤层的碰撞，防止煤层坍塌。

淮南煤田瓦斯治理井水平段长，套管不易在井筒内居中。为了保证固井质量，煤层气项目部在套管上加装滚珠扶正器、弹性扶正器和刚性扶正器、自导式旋转浮鞋，确保套管居中。但是加装这些大家伙，套管在下入过程中极易挂削井壁，造成掉块多，井壁稳定性变差。为了保障下套管安全，除采用旋转下套管工艺外，煤层气项目部还在钻进时对钻井液进行强化处理。通过次第加入润滑剂，提高钻井液密度，控制失水，在提升润滑性的同时，强化井壁稳定性。

在淮南煤田首口煤层瓦斯治理GQ3-1井施工中，40583钻井队仅用30.75天安全高效完成了任务，创造了同类井型钻井周期最短纪录，验证了顾桥煤矿区域应用水平井治理瓦斯气可行性，为顾桥煤矿瓦斯治理探索出新手段，也为下一步煤炭开采提供了可靠的地层资料。