CN105756591A - 煤层气井完井方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤层气井完井方法，属于石油钻井工程领域。方法包括：采用钻井液为循环介质钻井至第一预设位置，第一预设位置位于煤储层上方；在井筒内下入套管，采用固井水泥将套管与地层封固；候凝预设时间段，将钻井液从井筒替出；采用空气为循环介质钻井至第二预设位置，第二预设位置位于煤储层下方或位于煤储层；从井筒起出钻井工具。本发明采用空气为循环介质揭开煤储层且无需在煤储层固井和压裂，解决了钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触，固体颗粒堵塞煤储层通道，导致煤储层渗透率降低的问题，达到了避免钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触、固体颗粒堵塞煤储层的通道的效果。

Description

煤层气井完井方法

技术领域

本发明涉及石油钻井工程领域，特别涉及一种煤层气井完井方法。

背景技术

煤层气是指存在于煤储层中主要吸附在煤基质颗粒表面，其余部分游离于煤储层孔隙中或溶解于煤储层的水中的烃类气体，该烃类气体主要包括甲烷，是一种新型的洁净、优质的能源和化工原料，可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料和汽车燃料等。生产煤层气的气井称为煤层气井，一般采用钻井液为循环介质钻井，在钻井、固井和压裂的过程中，钻井液、水泥浆和压裂液会与煤储层接触，滤失到煤储层，浸泡煤储层，钻井液、水泥浆和压裂液中的固体颗粒可能会堵塞煤储层的通道，导致煤储层的渗透率降低，而煤储层的渗透率直接影响着煤层气井的产量，煤储层的渗透率越低，煤层气井的产量越少。

为了解决煤储层渗透率降低对煤层气井产量的影响，现有技术提供了一种煤层气井完井方法，该方法采用全井段空气钻井，具体地，采用空气为循环介质从井口直接钻至煤储层，然后采用固井水泥固井，采用压裂液压裂形成煤层气通道。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术是采用空气为循环介质从井口直接钻至煤储层的，由于煤储层以上存在多套产水层，在实际钻井过程中产水层产出的大量液体与空气、岩屑混合组成的钻井液仍然可能与煤储层接触，浸泡煤储层，固体颗粒仍然可能会堵塞煤储层的通道，且现有技术需要进行固井和压裂，水泥浆和压裂液会渗入煤储层，对煤储层造成污染。因此，无法有效地避免钻井液、水泥浆和压裂液对煤储层的影响。

发明内容

为了解决现有的煤层气井完井方法无法有效地避免钻井液、水泥浆和压裂液对煤储层影响的问题，本发明提供了一种煤层气井完井方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种煤层气井完井方法，用于煤层气井的完井，所述煤层气井包括：直井、定向井和水平井中的任意一种，所述方法包括：

采用钻井液为循环介质钻井至第一预设位置，所述第一预设位置位于煤储层的上方；

在井筒内下入套管，并采用固井水泥将所述套管与地层封固；

候凝预设时间段后，将所述钻井液从所述井筒内替出；

采用空气为循环介质钻井至第二预设位置，所述第二预设位置位于所述煤储层的下方；

从井筒内起出钻井工具。

可选地，当所述煤层气井为直井或定向井时，在所述采用空气为循环介质钻井至第二预设位置之后，所述方法还包括：

持续向所述井筒内注入空气至所述井筒内的粉尘消除；

从所述井筒内起出所述钻井工具，并向所述井筒内下入造穴工具至所述煤储层；

采用所述造穴工具在所述煤储层造穴，并通过所述造穴工具，持续向所述井筒内注入空气；

在所述造穴结束且消除所述井筒内的粉尘后，停止注入空气；

从所述井筒内起出所述造穴工具。

可选地，当所述煤层气井为水平井时，在所述采用空气为循环介质钻井至第二预设位置之后，所述方法还包括：

在所述煤储层将井眼倾斜第一预设角度，所述第一预设角度为所述井眼与竖直方向的夹角；

沿着倾斜后的所述井眼钻预设距离，并通过所述钻井工具持续向所述井筒内注入空气，所述预设距离的所述井筒在所述煤储层内；

在所述钻井结束且消除所述井筒内的粉尘后，停止注入空气；

从所述井筒内起出所述钻井工具。

可选地，所述采用钻井液为循环介质钻井至第一预设位置，所述第一预设位置位于煤储层的上方，包括：

采用所述钻井液为循环介质钻井至第三预设位置，所述第三预设位置位于所述第一预设位置的上方；

采用所述钻井液为循环介质钻井至所述第一预设位置。

可选地，所述在井筒内下入套管，并采用固井水泥将所述套管与地层封固，包括：

在钻井至所述第三预设位置后，在所述井筒内下入表层套管，并采用固井水泥将所述表层套管与地层封固；

在钻井至所述第一预设位置后，当所述煤层气井为直井或定向井时，在所述井筒内下入生产套管，并采用固井水泥将所述生产套管与地层封固；

或者，

在钻井至所述第一预设位置后，当所述煤层气井为水平井时，在所述井筒内下入技术套管，并采用固井水泥将所述技术套管与地层封固。

可选地，在所述煤层气井为水平井时，所述采用所述钻井液为循环介质钻井至所述第一预设位置，包括：

采用所述钻井液为循环介质钻至第四预设位置，所述第四预设位置位于所述第一预设位置的上方；

在所述第四预设位置处造斜，并采用所述钻井液为循环介质钻井至所述第一预设位置，所述第一预设位置处的所述井眼的倾斜角为第二预设角度，所述第二预设角度为所述井眼与所述竖直方向的夹角。

可选地，在采用空气为循环介质钻井时，所述空气是通过所述钻井工具注入所述井筒内的。

可选地，在所述采用空气为循环介质钻井至第二预设位置之前，所述方法还包括：

在所述煤层气井的井口安装空气钻井设备，所述空气钻井设备包括：旋转控制头、排砂管线、空气压缩机和空气增压机；

所述旋转控制头用于在所述钻井工具旋转钻井的同时密闭所述井口；

所述排砂管线用于排出所述井筒内的粉尘；

所述空气压缩机用于压缩空气；

所述空气增压机用于增大所述空气压缩机压缩空气的压力。

可选地，所述在所述煤层气井的井口安装空气钻井设备，包括：

将所述旋转控制头安装在所述井口；

将所述排砂管线的一端与所述旋转控制头固定连接，另一端引入泥浆池并固定；

将所述空气压缩机与所述空气增压机连接后，将所述空气增压机与所述钻井工具连接，将所述空气压缩机和所述空气增压机置于井场。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过采用钻井液为循环介质钻井至煤储层的上方，在井筒内下入套管并封固，候凝预设时间段后，将钻井液从井筒内替出，当煤层气井为直井或定向井时，采用空气为循环介质钻井至煤储层的下方，当煤层气井为水平井时，采用空气为循环介质钻井至煤储层，本发明采用空气为循环介质揭开煤储层且无需在煤储层固井和压裂，解决了钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触，钻井液、水泥浆和压裂液中的固体颗粒堵塞煤储层的通道，导致煤储层渗透率降低的问题，达到了避免钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触、固体颗粒堵塞煤储层的通道的效果。

由于本发明提供的煤层气井完井方法能够避免钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触、固体颗粒堵塞煤储层的通道，因此，采用本发明提供的煤层气井完井方法完井，能够保护煤储层，提高单井产气量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种煤层气井完井方法的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种煤层气井完井方法的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的再一种煤层气井完井方法的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本发明实施例提供的一种煤层气井完井方法的方法流程图，该煤层气井完井方法可以用于煤层气井的完井，该煤层气井包括：直井、定向井和水平井中的任意一种。参见图1，该方法流程具体包括：

在步骤101中，采用钻井液为循环介质钻井至第一预设位置，第一预设位置位于煤储层的上方。

在步骤102中，在井筒内下入套管，并采用固井水泥将套管与地层封固。

在步骤103中，候凝预设时间段后，将钻井液从井筒内替出。

在步骤104中，采用空气为循环介质钻井至第二预设位置。

其中，当煤层气井为直井或定向井时，第二预设位置位于煤储层的下方，当煤层气井为水平井时，第二预设位置位于煤储层。因此，采用空气为循环介质钻井至第二预设位置时，揭开了煤储层。

在步骤105中，从井筒内起出钻井工具。

综上所述，本发明提供的煤层气井完井方法，通过采用钻井液为循环介质钻井至煤储层的上方，在井筒内下入套管并封固，候凝预设时间段后，将钻井液从井筒内替出，当煤层气井为直井或定向井时，采用空气为循环介质钻井至煤储层的下方，当煤层气井为水平井时，采用空气为循环介质钻井至煤储层，本发明采用空气为循环介质揭开煤储层且无需在煤储层固井和压裂，解决了钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触，钻井液、水泥浆和压裂液中的固体颗粒堵塞煤储层的通道，导致煤储层渗透率降低的问题，达到了避免钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触、固体颗粒堵塞煤储层的通道的效果。

由于本发明实施例提供的煤层气井完井方法能够避免钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触、固体颗粒堵塞煤储层的通道，因此，采用本发明实施例提供的煤层气井完井方法完井，能够保护煤储层，提高单井产气量。

本发明实施例提供的煤层气井完井方法适用于直井、定向井和水平井中的任意一种煤层气井，通常情况下，直井和定向井的完井方法类似，水平井的完井方法与直井、定向井的完井方法不同，下面分别以煤层气井为直井和水平井为例对本发明提供的煤层气井完井方法进行进一步说明，定向井的完井方法可参考直井。

请参考图2，其示出了本发明实施例提供的另一种煤层气井完井方法的方法流程图。该煤层气井完井方法适用于直井，参见图2，该方法流程具体包括：

在步骤201中，采用钻井液为循环介质钻井至第三预设位置，第三预设位置位于第一预设位置的上方，第一预设位置位于煤储层上方。

在本发明实施例中，钻井采用三开井身结构，每一开所使用的钻头的大小不同，按照从地面到井底，钻头的大小依次减小。其中，该步骤201即为三开中的第一开。

其中，第三预设位置是根据地层和煤储层的实际情况进行选取的，示例地，第三预设位置可以为地面以下60m(米)。

假设某盆地的煤储层的深度为743m，煤储层的厚度为4m，煤储层的倾斜角为2～7°，地层的倾斜角为2～8°，地层的厚度7.6m。在该盆地中，一开采用D311.2mm(直径为311.22毫米)的牙轮钻头钻井，钻到60m深度处停止，形成深度为60m，直径为311.2mm的井筒。优选地，该60m为竖直方向上的距离。其中，一开需钻开基岩风化带。

在步骤202中，在井筒内下入表层套管，并采用固井水泥将表层套管与地层封固。

其中，为了便于固井，表层套管的长度略小于一开的深度，直径略小于一开形成的井筒的直径。示例地，当一开的深度为60m，一开形成的井筒的直径为311.2mm时，表层套管可以为长度为58m的D244.5mm套管，也即，将长度为58m的D244.5mm套管下入深度为60m的井筒中，表层套管的上端与地面平齐，下端与井筒底部不接触。

下入表层套管后，采用固井水泥将表层套管与地层之间的空隙封固。其中，在封固表层套管时，将整段表层套管的外侧均与地层封固。

在步骤203中，采用钻井液为循环介质钻井至第一预设位置。

该步骤203也即三开井身结构中的第二开，该第二开使用的钻头小于第一开使用的钻头。其中，该第一预设位置为煤储层以上3～5m的位置，示例地，第一预设位置为煤储层以上3m。

继续以步骤201中的深度为743m煤储层的盆地为例，在该盆地中，二开采用D215.9mm的钻头钻井，从一开形成的井筒的底部继续向下钻井680m(煤储层以上3m)截止，此时，形成的井筒的深度为740m，其中，一开的深度为60m，二开的深度为680m，二开形成的井筒的直径为215.9mm。

需要说明的是，在本发明实施例中，为了避免钻井液对煤储层的伤害，二开不能钻开煤储层。

在步骤204中，在井筒内下入生产套管，并采用固井水泥将生产套管与地层封固。

与步骤202同理，生产套管的直径需略小于二开形成的井筒的直径，示例地，当二开的深度为680m，二开形成的井筒的直径为215.9mm时，生产套管可以为长度为740m的D177.8mm套管。也即，将长度为740m的D177.8mm套管下入地面与第一预设位置之间的井筒内，生产套管的上端与地面平齐，下端与井筒底部接触。

下入生产套管后，采用固井水泥将生产套管与地层之间的空隙封固。封固靠近煤储层以上300m的生产套管与地层之间的空隙即可。因此，为了避免对固井水泥的浪费，在封固生产套管时，将靠近第一预设位置的以上的一段生产套管与地层封固，其余部位可不封固，示例地，将生产套管下端的440m(煤储层以上300m)封固，上端的300m不封固。

在步骤205中，候凝预设时间段后，将钻井液从井筒内替出。

其中，预设时间段可以根据经验设置，其为了保证固井水泥凝固，使得套管与地层封固。示例地，预设时间段可以为48h(小时)。

将钻井液从井筒内替出具体可以为：将空气钻井工具下入井内距离井底2米左右，将空气钻井工具井口部位与空气增压机连接，井口的旋转控制头与排砂管线的入口连接，将排砂管线的出口引入泥浆池并固定，通过空气钻井工具向井筒内注入空气，空气将筒内的钻井液举起到井口，钻井液通过旋转控制头进入排砂管线内，并通过排砂管线进入泥浆池。其中，若由于空气增压机的排量不足，而无法一次替出井筒内的钻井液时，可以采用分段气举的方法替出钻井液，其具体实现过程与现有技术相同或类似，在此不再赘述。

在步骤206中，采用空气为循环介质钻井至第二预设位置，第二预设位置位于煤储层的下方。

该步骤206也即三开井身结构中的第三开，该第三开使用的钻头小于第二开使用的钻头。其中，该第二预设位置为煤储层以下3～5m的位置，示例地，第二预设位置为煤储层以下3m。

继续以步骤201中的深度为743m煤储层的盆地为例，在该盆地中，三开采用D152.4mm的钻头钻井，从二开形成的井筒的底部继续向下钻井10m(煤储层以下3m)截止，此时，形成的井筒的深度为750m，其中，一开的深度为60m，二开的深度为680m，三开的深度为10m，三开形成的井筒的直径为152.4mm。

需要说明的是，在本发明实施例中，煤储层以下3m的空间可以用于盛放煤层垮塌掉块和岩屑等。

还需要说明的是，由于钻井液里含有土粉、羧甲基纤维素钠(英文：SodiumCarboxyMethylCellulose，简称：CMC)、碱等容易伤害煤储层的成分，而本发明的第三开采用空气为循环介质钻井，从煤储层以上3m钻至煤储层以下3m，完全采用空气为循环介质钻穿煤储层，避免了现有技术采用钻井液钻煤储层时，钻井液对煤储层的伤害。

在步骤207中，持续向井筒内注入空气至井筒内的粉尘消除。

具体地，在钻至第二预设位置后，继续通过空气钻井工具向井筒内注入空气，以使得井筒内的粉尘完全排出。

在步骤208中，从井筒内起出钻井工具，并向井筒内下入造穴工具至煤储层。

当将井筒内的粉尘完全排出后，从井筒内起出空气钻井工具，并下入造穴工具至煤储层。

在步骤209中，采用造穴工具在煤储层造穴，并通过造穴工具，持续向井筒内注入空气。

为了增大煤储层的裸露面积以更好的实现煤层气的开采，可以在煤储层造穴，在造穴的过程中，在空气增压机的作用下，通过造穴工具向井筒内注入空气，以使得造穴时产生的粉尘能够排出井筒。

在步骤210中，在造穴结束且消除井筒内的粉尘后，停止注入空气。

当将井筒内的粉尘完全排出后，操作井口的空气增压机，使得空气增压机停止向造穴工具提供空气，造穴工具停止向井筒内注入空气。

在步骤211中，从井筒内起出造穴工具。

需要说明的是，在本发明实施例中，在将钻井液从井筒内替出之前，需要在井口安装空气钻井设备，空气钻井设备可以包括但不限于：旋转控制头、排砂管线、空气压缩机和空气增压机。其中，旋转控制头用于在钻具旋转的同时实现密闭井口的效果，排砂管线用于排出井筒内的粉尘，空气压缩机用于压缩空气，空气增压机用于增大空气压缩机压缩空气的压力。安装空气钻井设备具体包括：将旋转控制头安装在井口，将排砂管线的入口端与旋转控制头固定连接，出口端引入泥浆池并固定，将空气压缩机与空气增压机连接后，将空气增压机与钻井工具连接，将空气压缩机和空气增压机置于井场。

还需要说明的是，由于在三开以后，在煤储层进行了造穴以增大煤储层的裸露面积，因此，本发明实施例提供的煤层气井完井方式也可以称为洞穴完井，在煤储层不下任何套管，煤层气依靠煤储层自身的通道传输，若将本发明实施例提供的煤层气井完井方法应用于煤层气井位于张性应力区、且煤储层的顶界和底界岩层稳定，不含游离水的煤层气井的完井，使用效果更好，能够提高煤层气井的产量，缩短开采时间。

由于本发明实施例提供的煤层气井完井方法，在煤储层不下任何套管，与现有技术相比，本发明实施例减少了下套管、固井、射孔、压裂、排水等施工工序。

综上所述，本发明提供的煤层气井完井方法，通过采用钻井液为循环介质钻井至煤储层的上方，在井筒内下入套管并封固，候凝预设时间段后，将钻井液从井筒内替出，当煤层气井为直井或定向井时，采用空气为循环介质钻井至煤储层的下方，本发明采用空气为循环介质钻穿煤储层且无需在煤储层固井和压裂，解决了钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触，钻井液、水泥浆和压裂液中的固体颗粒堵塞煤储层的通道，导致煤储层渗透率降低的问题，达到了避免钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触、固体颗粒堵塞煤储层的通道的效果。

由于本发明提供的煤层气井完井方法能够避免钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触、固体颗粒堵塞煤储层的通道，因此，采用本发明实施例提供的煤层气井完井方法完井，能够保护煤储层，提高单井产气量。

请参考图3，其示出了本发明实施例提供的再一种煤层气井完井方法的方法流程图。该煤层气井完井方法适用水平井，参见图3，该方法流程具体包括：

在步骤301中，采用钻井液为循环介质钻井至第三预设位置，第三预设位置位于第一预设位置的上方，第一预设位置位于煤储层上方。

在步骤302中，在井筒内下入表层套管，并采用固井水泥将表层套管与地层封固。

以上步骤301和302与图2所示实施例中的步骤201和202相同或类似，在此不再赘述。但是需要说明的是，在本实施例中，假设某盆地的煤储层的深度为823m，煤储层的厚度为4.2m，煤储层的倾斜角为2～7°，地层的倾斜角为2～8°，地层的厚度5.4m，一开采用D311.2mm牙轮钻头钻井60m后，下入58m的D244.5mm表层套管，采用固井水泥将表层套管与地层封固。

在步骤303中，采用钻井液为循环介质钻至第四预设位置，第四预设位置位于第一预设位置的上方。

第四预设位置是根据地层和煤储层的实际情况进行选取的，示例地，第四预设位置可以为地面以下648.65m。

具体地，在本步骤中，采用D215.9mm的牙轮钻头钻井，从一开形成的井筒的底部继续向下钻井588.65m截止，此时，形成的井筒的深度为648.65m，其中，一开的深度为60m。

在步骤304中，在第四预设位置处造斜，并采用钻井液为循环介质钻井至第一预设位置，第一预设位置处的井眼的倾斜角为第二预设角度，第二预设角度为井眼与竖直方向的夹角。

具体地，在第四预设位置处开始将井眼倾斜，倾斜后继续采用钻井液为循环介质钻井，并在钻井的过程中，不断造斜直至第一预设位置，形成具有倾斜角的井筒，第一预设位置处的井眼的倾斜角为第二预设角度，第二预设角度为井眼与竖直方向的夹角。

示例地，采用D215.9mm的牙轮钻头钻井，在步骤303中形成的井筒的底部开始将井眼倾斜，倾斜后继续采用D215.9mm的牙轮钻头钻井至煤储层以上3m截止，此时，竖直深度为820m，形成的井筒的深度为905m，其中，一开的深度为60m，步骤303中形成的井筒的深度为588.65m，该步骤304中形成的井筒的深度为256.35m，竖直深度为171.35，在煤储层以上3m的位置处，井眼的倾斜角为85.45°。

需要说明的是，在本实施例中，步骤303和步骤304即为三开井身结构中的第二开，二开形成的井筒的深度为845m，竖直深度为760m，二开形成的井筒的直径为215.9mm。

在步骤305中，在井筒内下入技术套管，并采用固井水泥将技术套管与地层封固。

该步骤305与图2所示实施例中的步骤204相同或类似，在此不再赘述。但是需要说明的是，由于本实施例是针对水平井而言的，二开下入套管后，需在套管下端连接筛管等，因此，本实施例二开后下入井筒的套管称为技术套管。

在步骤306中，候凝预设时间段后，将钻井液从井筒内替出。

在步骤307中，采用空气为循环介质钻井至第二预设位置，第二预设位置位于煤储层。

以上步骤306和307与图2所示实施例中的步骤205和206相同或类似，在此不再赘述。

在步骤308中，在煤储层将井眼倾斜第一预设角度，第一预设角度为井眼与竖直方向的夹角。

由于煤储层具有一定的倾斜度，该倾斜度为煤储层与水平方向的夹角，为了保证水平井的水平段的井筒在煤储层内，需将井眼倾斜第一预设角度，该第一预设角度是由煤储层的倾斜角决定的，以上述煤储层的深度为823m，煤储层的倾斜角为2～7°的盆地为例，该第一预设角度可以为90～93°，示例地，第一预设角度为92°。

在步骤309中，沿着倾斜后的井眼钻预设距离，并通过钻井工具持续向井筒内注入空气，预设距离的井筒在煤储层内。

在将井眼倾斜第一预设角度，沿着倾斜后的井眼在煤储层钻预设距离，其中，预设距离是根据第一预设角度和煤储层的倾斜角确定的，其为了保证在煤储层钻井的过程中，井眼不穿过煤储层的顶界或底界。

以上步骤307至309即为三开井身结构中的第三开，示例地，采用D152.4mm钻头钻至煤储层之后在煤储层将井眼倾斜92°，沿着倾斜后的井眼继续钻井947.66m，形成深度为1852.66m的井筒，其中，一开的深度为60m，二开的深度为845m，三开的深度为847.66m，三开形成的井筒的直径为152.4mm。

需要说明的是，由于钻井液里含有土粉、羧甲基纤维素钠(英文：SodiumCarboxyMethylCellulose，简称：CMC)、碱等容易伤害煤储层的成分，而本发明的第三开采用空气为循环介质钻井，从煤储层以上3m至煤储层完全采用空气为循环介质钻井，且在煤储层钻井时，仍然采用空气为循环介质，避免了现有技术采用钻井液钻煤储层时，钻井液对煤储层的伤害。

在步骤310中，在钻井结束且消除井筒内的粉尘后，停止注入空气。

在步骤311中，从井筒内起出钻井工具。

以上步骤310和311与图2所示实施例中的步骤210和211相同或类似，在此不再赘述。

需要说明的是，在本发明实施例中，在将钻井液从井筒内替出之前，需要在井口安装空气钻井设备，空气钻井设备可以包括但不限于：旋转控制头、排砂管线、空气压缩机和空气增压机。其中，旋转控制头用于在钻具旋转的同时实现密闭井口的效果，排砂管线用于排出井筒内的粉尘，空气压缩机用于压缩空气，空气增压机用于增大空气压缩机压缩空气的压力。安装空气钻井设备具体包括：将旋转控制头安装在井口，将排砂管线的入口端与旋转控制头固定连接，出口端引入泥浆池并固定，将空气压缩机与空气增压机连接后，将空气增压机与钻井工具连接，将空气压缩机和空气增压机置于井场。

还需要说明的是，本发明实施例提供的煤层气井完井方法，采用裸眼完井，在煤储层不下任何套管，煤层气依靠煤储层自身的通道传输，若将本发明实施例提供的煤层气井完井方法应用于煤层气井位于张性应力区、且煤储层的顶界和底界岩层稳定，不含游离水的煤层气井的完井，使用效果更好，能够提高煤层气井的产量，缩短开采时间。

由于本发明实施例提供的煤层气井完井方法，在煤储层不下任何套管，与现有技术相比，本发明实施例减少了下套管、固井、射孔、压裂、排水等施工工序。

综上所述，本发明提供的煤层气井完井方法，通过采用钻井液为循环介质钻井至煤储层的上方，在井筒内下入套管并封固，候凝预设时间段后，将钻井液从井筒内替出，采用空气为循环介质钻井至煤储层，本发明采用空气为循环介质揭开煤储层且无需在煤储层固井和压裂，解决了钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触，钻井液、水泥浆和压裂液中的固体颗粒堵塞煤储层的通道，导致煤储层渗透率降低的问题，达到了避免钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触、固体颗粒堵塞煤储层的通道的效果。

由于本发明提供的煤层气井完井方法能够避免钻井液、水泥浆和压裂液与煤储层接触、固体颗粒堵塞煤储层的通道，因此，采用本发明实施例提供的煤层气井完井方法完井，能够保护煤储层，提高单井产气量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种煤层气井完井方法，其特征在于，用于煤层气井的完井，所述煤层气井包括：直井、定向井和水平井中的任意一种，所述方法包括：

采用钻井液为循环介质钻井至第一预设位置，所述第一预设位置位于煤储层的上方；

在井筒内下入套管，并采用固井水泥将所述套管与地层封固；

候凝预设时间段后，将所述钻井液从所述井筒内替出；

采用空气为循环介质钻井至第二预设位置，其中，当所述煤层气井为直井或定向井时，所述第二预设位置位于所述煤储层的下方，当所述煤层气井为水平井时，所述第二预设位置位于所述煤储层；

从井筒内起出钻井工具。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述煤层气井为直井或定向井时，在所述采用空气为循环介质钻井至第二预设位置之后，所述方法还包括：

持续向所述井筒内注入空气至所述井筒内的粉尘消除；

从所述井筒内起出所述钻井工具，并向所述井筒内下入造穴工具至所述煤储层；

采用所述造穴工具在所述煤储层造穴，并通过所述造穴工具，持续向所述井筒内注入空气；

在所述造穴结束且消除所述井筒内的粉尘后，停止注入空气；

从所述井筒内起出所述造穴工具。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述煤层气井为水平井时，在所述采用空气为循环介质钻井至第二预设位置之后，所述方法还包括：

在所述煤储层将井眼倾斜第一预设角度，所述第一预设角度为所述井眼与竖直方向的夹角；

沿着倾斜后的所述井眼钻预设距离，并通过所述钻井工具持续向所述井筒内注入空气，所述预设距离的所述井筒在所述煤储层内；

在所述钻井结束且消除所述井筒内的粉尘后，停止注入空气；

从所述井筒内起出所述钻井工具。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用钻井液为循环介质钻井至第一预设位置，所述第一预设位置位于煤储层的上方，包括：

采用所述钻井液为循环介质钻井至第三预设位置，所述第三预设位置位于所述第一预设位置的上方；

采用所述钻井液为循环介质钻井至所述第一预设位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在井筒内下入套管，并采用固井水泥将所述套管与地层封固，包括：

在钻井至所述第三预设位置后，在所述井筒内下入表层套管，并采用固井水泥将所述表层套管与地层封固；

在钻井至所述第一预设位置后，当所述煤层气井为直井或定向井时，在所述井筒内下入生产套管，并采用固井水泥将所述生产套管与地层封固；

或者，

在钻井至所述第一预设位置后，当所述煤层气井为水平井时，在所述井筒内下入技术套管，并采用固井水泥将所述技术套管与地层封固。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述煤层气井为水平井时，所述采用所述钻井液为循环介质钻井至所述第一预设位置，包括：

采用所述钻井液为循环介质钻至第四预设位置，所述第四预设位置位于所述第一预设位置的上方；

在所述第四预设位置处造斜，并采用所述钻井液为循环介质钻井至所述第一预设位置，所述第一预设位置处的所述井眼的倾斜角为第二预设角度，所述第二预设角度为所述井眼与所述竖直方向的夹角。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用空气为循环介质钻井时，所述空气是通过所述钻井工具注入所述井筒内的。

8.根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，在所述将所述钻井液从所述井筒内替出之前，所述方法还包括：

在所述煤层气井的井口安装空气钻井设备，所述空气钻井设备包括：旋转控制头、排砂管线、空气压缩机和空气增压机；

所述旋转控制头用于在所述钻井工具旋转钻井的同时密闭所述井口；

所述排砂管线用于排出所述井筒内的粉尘；

所述空气压缩机用于压缩空气；

所述空气增压机用于增大所述空气压缩机压缩空气的压力。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述煤层气井的井口安装空气钻井设备，包括：

将所述旋转控制头安装在所述井口；

将所述排砂管线的一端与所述旋转控制头固定连接，另一端引入泥浆池并固定；

将所述空气压缩机与所述空气增压机连接后，将所述空气增压机与所述钻井工具连接，将所述空气压缩机和所述空气增压机置于井场。