[发明专利]一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，属于煤层气钻井工程领域。

背景技术：

目前，煤层气勘探开发井位布置的一般原则：①煤层气资源评价；②有利区块的优选；③井位布置。在上述步骤中，钻井井位布置主要取决于煤层气富集区的选择以及工程经验。然而，根据煤层气钻井现场反馈的资料，利用上述方法优选的钻井井位在钻进过程中经常出现井壁坍塌、卡钻等钻井事故。为此，迫切需要从预防钻井风险的角度给出一种钻井井位选择方法。

煤岩物理力学性质的各向异性以及割理、裂隙的存在，破坏了煤岩的完整性，使煤岩具有易破碎的特点。煤岩的这种性质决定了煤层气钻井过程中极易发生钻井风险。同时，现场工程经验也普遍认为，煤层破碎程度是控制钻井风险的重要因素。因此，寻找一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，是煤层气钻井工程领域迫切需要解决的问题之一。

发明目的：

本发明的主要目的是针对煤层气钻井井位选择的技术需求，建立一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法。与传统的煤层气钻井井位选择方法相比，考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法主要有以下三方面发明目的：（1）通过对待钻区块目的煤层的破碎程度预测，可以使钻井井位远离煤层破碎严重的区域；（2）现场工程经验普遍认为，煤层破碎程度是控制钻井风险的重要因素。通过将钻井井位选在较弱破碎区域及未破碎区域，可以有效降低由煤层破碎引起的钻井风险；（3）辅助常规的煤层气钻井井位选择方案，确定最优的钻井井位位置。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，降低由煤层破碎引起的钻井风险，辅助解决煤层气钻井工程领域中的井位选择问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

1、一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，含有以下步骤

(1)、从待钻区块目的煤层钻孔获取大块岩心，确定煤岩的岩石类型系数和地质强度指标；

(2)、对获得的大块岩心进行实验试样加工，制得多组标准圆柱体煤岩心试件；

(3)、采用单轴抗压试验机对所制得的多组煤岩心进行单轴抗压强度试验，将多组测试值的平均值作为待钻区块的煤岩单轴抗压强度；

(4)、根据霍克-布朗准则定义煤岩破碎系数公式，用以评价煤层破碎程度；

(5)、根据多元线性回归方法确定待钻区块目的煤层的地应力场，获取待钻区块目的煤层每个单元的最大主应力值、最小主应力值；

(6)、将待钻区块目的煤层每个单元的最大主应力值、最小主应力值，单轴抗压强度，岩体系数代入煤岩破碎系数公式，计算待钻区块目的煤层的破碎系数；

(7)、根据煤层钻井的现场经验，建立目的煤层不同破碎程度区域与煤层气钻井井位选择的对应关系；

(8)、根据划分的待钻区块目的煤层不同破碎程度区域，选择煤层气直井钻井井位。

本发明的有益效果是：通过预测待钻区块目的煤层的破碎程度，提出了一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，采用本发明选择钻井井位可以有效避开煤层破碎程度较为严重的区域，在一定程度上起到了防止井壁坍塌、降低钻井风险的作用。

附图说明：

图1为本发明的考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法的流程示意图；

图2为某一煤层水平最大主应力等值线图；

图3为某一煤层水平最小主应力等值线图；

图4为某一煤层破碎系数等值线图；

图5为某一煤层不同破碎程度区域划分及最优钻井井位图。

具体实施方式：

如图1所示，一种考虑煤层破碎程度的钻井井位选择方法，步骤如下：

(1)、从待钻区块目的煤层钻孔获取大块岩心，确定煤岩的岩石类型系数mi和地质强度指标GSI；

岩石类型系数可查表1(该表来源于加拿大Evert Hoek的专著“实用岩体工程技术”一书，第139页)得到。

表1

岩体地质强度指标可查表2(该图来源于加拿大Evert Hoek的专著“实用岩体工程技术”一书，第145页)得到。

表2

(2)、对获得的大块岩心进行实验试样加工，制得多组标准圆柱体煤岩心试件，标准圆柱体煤岩心试件高度为50mm(±1mm)，直径为25mm(±0.5mm)；