《煤層氣鉆完井設(shè)計(jì)指南GB/T40547-2021》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4設(shè)計(jì)原則和依據(jù)5鉆井工程設(shè)計(jì)6固井設(shè)計(jì)7鉆前工程技術(shù)要求contents目錄8風(fēng)險(xiǎn)分析9健康、安全、環(huán)保要求10鉆完井工程質(zhì)量要求11設(shè)計(jì)書內(nèi)容框架附錄A(資料性)鉆井工程質(zhì)量控制要求附錄B(資料性)煤層氣鉆完井設(shè)計(jì)書內(nèi)容框架011范圍適用范圍該標(biāo)準(zhǔn)適用于煤層氣直井、定向井的鉆完井工程設(shè)計(jì)。對(duì)于水平井等其他井型，可以參照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。涉及內(nèi)容規(guī)定了煤層氣井鉆完井設(shè)計(jì)的原則、依據(jù)。涵蓋了鉆完井設(shè)計(jì)的內(nèi)容和技術(shù)要求。該標(biāo)準(zhǔn)不適用于石油、天然氣等其他類型鉆井工程的設(shè)計(jì)。對(duì)于非煤層氣鉆井工程，需要參考其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。不適用范圍022規(guī)范性引用文件主要引用的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤層氣地面開采安全規(guī)程》01《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》02《鉆井工程及井控技術(shù)規(guī)范》03《油氣井鉆井及修井作業(yè)職業(yè)安全推薦做法》04促進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化通過廣泛引用國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)煤層氣鉆完井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化進(jìn)程，提升整個(gè)行業(yè)的水平和競(jìng)爭(zhēng)力。確保煤層氣鉆完井設(shè)計(jì)的合規(guī)性和安全性通過引用國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保設(shè)計(jì)過程符合相關(guān)法律法規(guī)和安全要求，降低鉆完井過程中的風(fēng)險(xiǎn)。提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率規(guī)范性引用文件為設(shè)計(jì)人員提供了明確的設(shè)計(jì)依據(jù)和參考，有助于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，減少不必要的返工和修改。引用文件的作用和意義深入理解引用文件的內(nèi)容和要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)認(rèn)真研讀引用文件，了解其內(nèi)容和要求，確保在設(shè)計(jì)過程中正確應(yīng)用。如何正確應(yīng)用這些引用文件結(jié)合實(shí)際情況靈活運(yùn)用在應(yīng)用引用文件時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合具體的工程實(shí)際情況，靈活運(yùn)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保設(shè)計(jì)的合理性和可行性。及時(shí)更新和跟蹤最新標(biāo)準(zhǔn)隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和行業(yè)的發(fā)展，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也會(huì)不斷更新和完善。設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)跟蹤最新標(biāo)準(zhǔn)，確保設(shè)計(jì)依據(jù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。033術(shù)語和定義指儲(chǔ)存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體。煤層氣（CoalbedMethane,CBM）具有工業(yè)價(jià)值的煤層氣聚集區(qū)域，由含氣煤層、蓋層和底板構(gòu)成。煤層氣藏（CoalbedMethaneReservoir）3.1煤層氣鉆井（Drilling）利用鉆機(jī)設(shè)備及破巖工具在地下鉆鑿出具有一定深度的圓柱形孔眼的過程。完井（WellCompletion）鉆井完鉆后，為使井筒和油層之間建立有效的連通渠道或使井筒具備采集、舉升、控制生產(chǎn)及油氣層保護(hù)的條件而進(jìn)行的一系列工藝作業(yè)。3.2鉆井與完井3.3井型分類定向井（DirectionalWell）沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井眼軌跡鉆達(dá)預(yù)定目標(biāo)的井。井眼軌跡可以是二維的、三維的，可以是直井段、增斜段、穩(wěn)斜段、降斜段組合而成，也可以是經(jīng)過糾偏的井眼軌跡。水平井（HorizontalWell）井斜角達(dá)到或接近90°，井身沿著水平方向鉆進(jìn)一定長(zhǎng)度的井。直井（VerticalWell）井眼軸線大體沿鉛垂線方向，其井斜角、井底水平位移和全角變化率均在限定范圍內(nèi)的井。030201044設(shè)計(jì)原則和依據(jù)設(shè)計(jì)原則科學(xué)性原則鉆完井設(shè)計(jì)應(yīng)遵循地質(zhì)學(xué)、鉆井工程學(xué)、油氣田開發(fā)等科學(xué)原理，確保設(shè)計(jì)的合理性和可行性。安全性原則設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮安全因素，確保鉆井作業(yè)過程中的人員和設(shè)備安全。經(jīng)濟(jì)性原則在滿足科學(xué)性和安全性的前提下，應(yīng)追求經(jīng)濟(jì)效益，降低鉆井成本。環(huán)保性原則鉆完井設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家環(huán)保法規(guī)，減少對(duì)環(huán)境的污染和破壞。設(shè)計(jì)依據(jù)地質(zhì)資料包括區(qū)域地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)、地層巖性、煤層分布、煤質(zhì)特征等，為鉆井設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。02040301鉆井技術(shù)條件結(jié)合現(xiàn)有鉆井技術(shù)和設(shè)備條件，制定切實(shí)可行的鉆井方案。工程要求根據(jù)煤層氣開發(fā)的目標(biāo)和要求，確定鉆井的深度、井身結(jié)構(gòu)、鉆井液性能等參數(shù)。安全環(huán)保法規(guī)遵循國(guó)家和地方的安全環(huán)保法規(guī)，確保鉆井作業(yè)的合法性和可持續(xù)性。055鉆井工程設(shè)計(jì)直井鉆井適用于地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單、煤層氣儲(chǔ)層厚度較大的區(qū)域。定向井鉆井在地質(zhì)條件復(fù)雜或儲(chǔ)層分布不均的地區(qū)，通過定向鉆井技術(shù)，可以有效地穿越多個(gè)煤層，提高煤層氣的開采效率。5.1鉆井方式選擇鉆機(jī)選擇根據(jù)井深、井徑和鉆進(jìn)速度等要求，選擇合適的鉆機(jī)型號(hào)和功率。鉆具組合針對(duì)不同的地層和鉆井目的，設(shè)計(jì)合理的鉆具組合，包括鉆頭、鉆桿、扶正器等。5.2鉆井設(shè)備選型5.3鉆井液選擇及循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)合理的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，包括泥漿泵、泥漿罐、振動(dòng)篩等設(shè)備的選型和布局，確保鉆井液能夠有效地?cái)y帶巖屑并保持井眼清潔。鉆井液選擇根據(jù)地層特性和鉆井要求，選用合適的鉆井液類型，如膨潤(rùn)土鉆井液、聚合物鉆井液等。套管層次設(shè)計(jì)根據(jù)地層壓力、坍塌壓力和破裂壓力等參數(shù)，設(shè)計(jì)合理的套管層次和下入深度，確保井壁穩(wěn)定和煤層氣的有效封隔。井眼軌跡設(shè)計(jì)針對(duì)定向井，設(shè)計(jì)合理的井眼軌跡，包括造斜點(diǎn)、造斜率等參數(shù)，確保能夠準(zhǔn)確穿越目標(biāo)煤層。5.4井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)066固井設(shè)計(jì)確保井筒的密封性和穩(wěn)定性固井設(shè)計(jì)應(yīng)確保井筒與地層之間形成良好的密封，防止地層流體互竄，同時(shí)保證井筒的穩(wěn)定性，防止井壁坍塌?？紤]地層特性和井筒條件符合安全環(huán)保要求6.1設(shè)計(jì)原則固井設(shè)計(jì)需充分考慮地層壓力、溫度、滲透率等特性，以及井筒尺寸、井斜、方位等因素，確保固井質(zhì)量。固井材料應(yīng)選用環(huán)保型材料，減少對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮安全因素，防止固井過程中發(fā)生安全事故。確定固井方案根據(jù)井筒條件和地層特性，選擇合適的固井方案，包括固井材料、固井工藝和固井時(shí)間等。6.2設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算固井材料用量根據(jù)井筒尺寸和地層條件，計(jì)算所需固井材料的用量，確保固井質(zhì)量。制定固井施工措施為確保固井施工順利進(jìn)行，需制定詳細(xì)的施工措施，包括施工步驟、注意事項(xiàng)和安全措施等。固井材料應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，確保固井質(zhì)量。固井材料質(zhì)量要求施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制各項(xiàng)參數(shù)，如注水泥漿的密度、流量和壓力等，確保固井質(zhì)量。固井施工工藝要求固井完成后，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，包括聲波測(cè)井、伽馬測(cè)井等方法，確保固井質(zhì)量符合要求。固井質(zhì)量檢測(cè)要求6.3技術(shù)要求010203077鉆前工程技術(shù)要求010203井場(chǎng)應(yīng)選擇在地質(zhì)條件穩(wěn)定、交通便利、遠(yuǎn)離污染源的區(qū)域。井場(chǎng)布置應(yīng)符合安全、環(huán)保、消防等要求，確保鉆井作業(yè)順利進(jìn)行。井場(chǎng)內(nèi)應(yīng)設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)志，并配備相應(yīng)的安全設(shè)施。7.1井場(chǎng)選擇與布置定期對(duì)鉆井設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，確保其處于良好的工作狀態(tài)。根據(jù)煤層氣井的設(shè)計(jì)要求，選擇合適的鉆井設(shè)備，包括鉆機(jī)、泥漿泵、鉆桿等。鉆井設(shè)備應(yīng)滿足安全、環(huán)保、高效等要求，確保鉆井作業(yè)的質(zhì)量和效率。7.2鉆井設(shè)備選擇010203根據(jù)地層特性和鉆井工藝要求，選擇合適的鉆井液和完井液。鉆井液和完井液應(yīng)具有良好的攜巖、冷卻、潤(rùn)滑等性能，以確保鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。定期對(duì)鉆井液和完井液進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整，確保其性能滿足鉆井作業(yè)的要求。7.3鉆井液與完井液0102037.4井控技術(shù)要求制定完善的井控技術(shù)措施，包括防噴、防漏、防火等方案。01配備專業(yè)的井控設(shè)備和人員，確保在緊急情況下能夠及時(shí)有效地進(jìn)行處理。02定期對(duì)井控設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)保養(yǎng)，確保其處于良好的工作狀態(tài)。03088風(fēng)險(xiǎn)分析8.1鉆井過程中的風(fēng)險(xiǎn)井壁坍塌風(fēng)險(xiǎn)由于煤層的地質(zhì)特性，鉆井過程中可能會(huì)出現(xiàn)井壁坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，需要采取相應(yīng)的支護(hù)措施來確保井筒的穩(wěn)定性。煤層氣泄漏風(fēng)險(xiǎn)在鉆井過程中，如果煤層氣壓力過高或鉆井液密度過低，可能會(huì)導(dǎo)致煤層氣泄漏，從而引發(fā)安全事故。因此，需要嚴(yán)格控制鉆井液密度，并采取相應(yīng)的安全措施?？ㄣ@風(fēng)險(xiǎn)由于煤層中存在大量的煤屑和泥質(zhì)，容易在鉆頭部位堆積，導(dǎo)致卡鉆事故的發(fā)生。為了避免這種情況，需要定期清理鉆頭，并使用合適的鉆井參數(shù)。8.2完井過程中的風(fēng)險(xiǎn)固井質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)固井質(zhì)量直接影響到煤層氣井的壽命和產(chǎn)能。如果固井質(zhì)量不佳，可能會(huì)導(dǎo)致井筒之間的竄通，進(jìn)而影響煤層氣的開采效果。因此，需要嚴(yán)格控制固井材料的質(zhì)量和施工工藝。套管損壞風(fēng)險(xiǎn)在完井過程中，如果套管的質(zhì)量不過關(guān)或者施工不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致套管損壞，進(jìn)而影響煤層氣的正常開采。為了避免這種情況，需要選擇質(zhì)量可靠的套管，并嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行操作。采氣樹及井口裝置失效風(fēng)險(xiǎn)采氣樹及井口裝置是煤層氣井的重要組成部分，如果這些設(shè)備失效，可能會(huì)導(dǎo)致煤層氣泄漏等安全事故。因此，需要定期檢查和維護(hù)這些設(shè)備，確保其處于良好的工作狀態(tài)。099健康、安全、環(huán)保要求建立健全健康管理制度制定完善的健康管理制度，明確各級(jí)管理人員和操作人員的職責(zé)，確保員工的身體健康。定期體檢對(duì)煤層氣鉆井和完井作業(yè)人員進(jìn)行定期體檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理健康問題，防止疾病傳播。提供必要的勞動(dòng)保護(hù)用品為作業(yè)人員提供符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的勞動(dòng)保護(hù)用品，如防塵口罩、防毒面具等，降低職業(yè)病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。健康要求嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程制定并執(zhí)行嚴(yán)格的安全操作規(guī)程，確保作業(yè)人員了解并遵守相關(guān)規(guī)定，防止事故發(fā)生。配備安全設(shè)施在鉆井和完井現(xiàn)場(chǎng)配備必要的安全設(shè)施，如消防設(shè)施、急救設(shè)備等，確保在緊急情況下能夠及時(shí)采取措施。開展安全培訓(xùn)定期對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行安全培訓(xùn)，提高他們的安全意識(shí)和應(yīng)急處理能力。安全要求嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方的環(huán)保法規(guī)，確保鉆井和完井作業(yè)符合環(huán)保要求。遵守環(huán)保法規(guī)采取有效措施減少?gòu)U棄物排放，如使用環(huán)保型鉆井液、回收利用廢水等，降低對(duì)環(huán)境的影響。減少?gòu)U棄物排放在鉆井和完井作業(yè)完成后，及時(shí)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)工作，確保作業(yè)區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到有效保護(hù)?；謴?fù)生態(tài)環(huán)境環(huán)保要求1010鉆完井工程質(zhì)量要求井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)合理，符合地質(zhì)條件和工程要求，確保井壁穩(wěn)定和鉆井安全。鉆井過程中應(yīng)嚴(yán)格控制井斜，保證井眼軌跡符合設(shè)計(jì)要求。鉆井液性能應(yīng)滿足攜巖、穩(wěn)定井壁、冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆具等要求，減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害。固井質(zhì)量應(yīng)達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，確保各層套管之間的密封性和環(huán)空水泥石的強(qiáng)度。10.1鉆井工程質(zhì)量要求10.2完井工程質(zhì)量要求完井管柱結(jié)構(gòu)應(yīng)合理設(shè)計(jì)，滿足采氣、注水、測(cè)試等作業(yè)要求，確保密封性和耐腐蝕性。完井方式應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)層特性、開采技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)效益等因素綜合確定。完井后應(yīng)進(jìn)行必要的測(cè)試和監(jiān)測(cè)，確保煤層氣井的正常生產(chǎn)和安全生產(chǎn)。射孔作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，保證射孔質(zhì)量和儲(chǔ)層保護(hù)。010203041111設(shè)計(jì)書內(nèi)容框架11.1封面和目錄封面應(yīng)包含項(xiàng)目名稱、設(shè)計(jì)單位、提交日期等基本信息目錄應(yīng)詳細(xì)列出設(shè)計(jì)書的章節(jié)和頁碼，方便查閱““說明設(shè)計(jì)的總體要求和預(yù)期目標(biāo)闡述設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，以及解決方案簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)來源和設(shè)計(jì)原則11.2設(shè)計(jì)總說明11.3地質(zhì)概況與煤層氣藏特征描述區(qū)域地質(zhì)背景，包括地層、構(gòu)造、巖漿巖等01分析煤層氣藏的形成條件、賦存狀態(tài)和分布規(guī)律02評(píng)價(jià)煤層氣資源潛力和開發(fā)前景03確定鉆井方式（直井、定向井等）和鉆井參數(shù)（井深、井徑等）選擇鉆井設(shè)備和工具，制定鉆井工藝流程提出鉆井過程中的安全措施和應(yīng)急預(yù)案11.4鉆井工程設(shè)計(jì)010203010203確定完井方式和完井管柱結(jié)構(gòu)選擇完井材料和工具，制定完井工藝流程提出完井過程中的安全措施和質(zhì)量控制要求11.5完井工程設(shè)計(jì)11.6附圖與附表提供鉆井和完井工程設(shè)計(jì)所需的各類附圖，如井身結(jié)構(gòu)圖、設(shè)備布置圖等列出設(shè)計(jì)中所引用的數(shù)據(jù)表、規(guī)范表等附表，方便查閱和核對(duì)12附錄A(資料性)鉆井工程質(zhì)量控制要求01井位選址根據(jù)地質(zhì)勘探資料和開發(fā)需求，合理選擇井位，確保鉆井位置的科學(xué)性和安全性。鉆井前質(zhì)量控制02鉆井設(shè)計(jì)制定詳細(xì)的鉆井工程設(shè)計(jì)，包括井身結(jié)構(gòu)、鉆井參數(shù)、泥漿體系等，確保鉆井過程的可控性和穩(wěn)定性。03設(shè)備檢查對(duì)鉆井設(shè)備進(jìn)行全面檢查和維護(hù)，確保其性能良好，滿足鉆井需求。泥漿性能監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)泥漿性能，調(diào)整泥漿配比，確保泥漿的攜巖能力、穩(wěn)定性和潤(rùn)滑性。井眼軌跡控制通過定向鉆井技術(shù)，精確控制井眼軌跡，確保井眼的光滑和垂直度。固井質(zhì)量控制采用優(yōu)質(zhì)水泥漿，確保固井質(zhì)量，防止井壁坍塌和地層流體互竄。030201鉆井過程中質(zhì)量控制通過測(cè)井、試壓等手段，檢測(cè)井筒的完整性，確保井筒密封性和安全性。井筒完整性檢測(cè)按照設(shè)計(jì)要求安裝井口裝置，確保其密封性和可靠性。井口裝置安裝對(duì)鉆井過程中產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行妥善處理，防止對(duì)環(huán)境造成污染。廢棄物處理鉆井后質(zhì)量控制13附錄B(資料性)煤層氣鉆完井設(shè)計(jì)書內(nèi)容框架封面應(yīng)包含項(xiàng)目名稱、設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)日期等基本信息。目錄封面和目錄詳細(xì)列出設(shè)計(jì)書的章節(jié)和頁碼，便于查閱。0102介紹煤層氣開發(fā)項(xiàng)目的背景和意義。綜述項(xiàng)目背景列出設(shè)計(jì)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和相關(guān)政策文件。設(shè)計(jì)依據(jù)簡(jiǎn)述煤層氣井的地理位置、地質(zhì)條件、開發(fā)目標(biāo)等。工程概況選擇適合的鉆井液體系，并說明其性能和環(huán)保性。鉆井液設(shè)計(jì)確定固井方案，包括水泥漿的配方和施工工藝。固井設(shè)計(jì)