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GB／T 40547-2021 煤层气钻完井设计指南.pdf简介：

GB/T 40547-2021《煤层气钻完井设计指南》是中国国家标准，于2021年发布。这个指南主要针对煤层气钻井和完井过程中的设计要求，提供了一套详细的操作规范和建议。煤层气，又称煤矿瓦斯，是一种重要的清洁能源，但开采过程中需要特别注意安全，因为其易燃易爆。

该指南旨在确保煤层气钻井的工程设计和施工过程中的安全性，包括钻井设备的选择、钻井工艺、井眼设计、防喷措施、井控技术、完井方法等。它考虑到地质条件、开采技术、环境保护等因素，以防止井喷、瓦斯爆炸等安全事故的发生，同时提高开采效率和资源利用率。

具体来说，该指南可能包括以下内容：井筒选址原则、钻井设备配置与操作要求、井壁稳定性评估、井控设备及程序、气体监测与处理系统设置、废弃井的封存规定等。它是煤层气产业的一项重要技术规范，对于行业内的设计、施工、监管等环节具有指导意义。

GB／T 40547-2021 煤层气钻完井设计指南.pdf部分内容预览：

本文件规定了煤层气并钻完并设计的原则、依据、内容和技术要求。 本文件适用于煤层气直井、定向井钻完井工程设计，对于水平井等其他井型的钻完井设计可参 丁。

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括 本文件。 GB/T 19139 油井水泥试验方法 AQ1081 煤层气地面开采防火防爆安全规程 SY/T5225 石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程 SY/T5466 钻前工程及井场布置技术要求 SY/T5619 定向井下部钻具组合设计方法 SY/T5724 套管柱结构与强度设计 SY/T5972 钻机基础选型 SY/T5974 钻井井场设备作业安全技术规程 SY/T6199 钻机设施基础规范 SY/T6276 石油天然气工业健康、安全与环境管理体系 SY/T6613 钻井液流变学与水力学计算程序推荐作法 SY/T6641 固井水泥胶结测井资料处理及解释规范 SY/T6818 煤层气井钻井工程安全技术规范

煤层气钻完井设计依据地质设计，体现地质和工程一体化的设计思想，合理有效的

气钻完井设计依据地质设计JIS A8603-2-2010 混凝土搅拌机.第2部分：搅拌效率的检查规程，体现地质和工程一体化的设计思想，合理有效的保护和开发煤储

层，按照健康、安全和环保的要求进行编制

区域地质资料：区块地质资料，包括构造、地层、 、水文地质等：且标煤层的厚度、深度、分布及煤质等

井名、井别、井口坐标、构造位置、设计垂深、靶点数据、目标煤层、完钻原则、完井方式等

5.1.1根据地质要求，综合考虑钻井工艺、设备工具、地质导向等技术因素确定井眼轨迹类型。 5.1.2最大全角变化率宜符合起下钻、下套管、排采管柱防偏磨等作业的限制条件。 5.1.3最大井斜角宜综合考虑目的层垂深、水平位移、排采设备等作业的限制条件，宜取最小值。 5.1.4对邻近井进行防碰扫描，防碰扫描的判别宜采用分离系数结合理论井眼中心距的方法进行，设 计分离系数宜大于2.0。 5.1.5进行防碰风险分析并制定应急计划。对于设计分离系数小于2.0的井宜制定防碰控制措施。 5.1.6通过专业软件进行轨迹设计，并绘制二维剖面图、水平投影图及三维示意图（宜包括单并及井组 井眼轨迹水平投影图）

5.2并身结构和套管设计

5.2.1.1依据地震以及邻并钻并、录并、测并、压裂、排采等资料预测地层压力。 5.2.1.2根据地层岩性纵向分布情况、孔隙压力、地层破裂压力、地层塌压力、特殊地层（易跨塌、易漏 失、易缩径等地层）、钻井工艺、完井要求和排采要求，合理设计井身结构和套管程序。 5.2.1.3有效保护煤储层，减少钻井液对不同地层压力煤储层的伤害。 5.2.1.4宜避免将漏、喷、塌、卡等井下复杂地层设计在同一裸眼段内。 5.2.1.5套管设计宜满足钻井、完井、排采、生产、修井、增产措施和弃置等作业要求。

5.2.1.1依据地震以及邻并钻并、录并、测并、压裂、排采等资料预测地层压力。 5.2.1.2根据地层岩性纵向分布情况、孔隙压力、地层破裂压力、地层塌压力、特殊地层（易跨塌、易漏 失、易缩径等地层）、钻井工艺、完井要求和排采要求，合理设计井身结构和套管程序。 5.2.1.3有效保护煤储层，减少钻井液对不同地层压力煤储层的伤害。 5.2.1.4宜避免将漏、喷、塌、卡等井下复杂地层设计在同一裸眼段内。 5.2.1.5套管设计宜满足钻井、完井、排采、生产、修井、增产措施和弃置等作业要求。

5.2.2.1根据地层岩石可钻性及生产、排采要求优选井眼尺寸。 5.2.2.2 据上部地层钻井地质特征、表层封固要求等确定表层套管下人深度。 5.2.2.3 根据增产措施、井下作业、生产管柱的尺寸等选择或优选套管的强度和尺寸。 5.2.2.4 套管柱结构设计和套管强度校核按照SY/T5724的规定执行。 5.2.2.5根据地层的腐蚀环境和条件，选择套管材质并制定防腐措施

5.2.3.1常规煤层气并并身结构按表1设计。

GB/T405472021

表1常规煤层气井井身结构

5.2.3.2复杂地层情况下按表2设计

5.2.3.2复杂地层情况下按表2设

3.3采用小井眼钻井时，钻头尺寸不小于89mm

根据所钻地层特性和并段长度，结合邻井资料，选择钻头尺寸、钻头类型、切削结构等，确定钻压、转 速、泵压、排量和水眼组合等参数

5.4.1钻具组合设计执行SY/T5619的规定。 5.4.2钻具组合宜满足井眼轨迹控制、取心作业和井下复杂情况处理的要求 5.4.3对于直井钻遇地层倾角大、软硬交错互层多的易斜地区，宜设计防斜打直钻具组合。

5.5. 1 一般要求

.1.1根据地层孔隙压力、塌压力和破裂压力预测结果，结合邻井实钻情况和钻井工艺要求，确 理的钻井液密度。 .1.2针对各井段地层情况，优选钻井液体系，并确定关键性能指标，如黏度、切力、固相含量等

5.5.2煤系钻井液性能要求

5.5.2.1宜选用清水、气体、无黏土钻井液、泡沫钻井液等，钻井液密度设计按照5.5.1.1，含砂量 ≤0.2%，pH值7.5~8.5。 5.5.2.2上述钻井液不能满足安全钻进要求时，可采用环保型聚合物钻井液，钻井液密度设计按照 5.5.1.1，漏斗黏度≤45s，API失水≤10mL（水平井宜≤5mL），固相含量≤5%，含砂量≤0.2%，pH值 7.5~8.5

5.6.1依据煤层特征及取心要求，优选取心工艺方法和取心钻进参数。

.1依据煤层特征及取心要求，优选取心工艺方法和取心钻进参数。 2明确井眼准备、取心工具的检查、下钻、取心钻进、割心和起钻等作业要求。 .3宜采用绳索式半合管取心工具，煤心直径不小于60mm。 .4根据煤层顶底板和煤层具体情况采用PDC取心钻头、硬质合金取心钻头或金刚石取心钻头

5.7水力参数与摩阻扭矩计算

根据井眼清洁要求和井筒能承受的最大环空当量循环密度，按照SY/T6613的推荐作法或通过专 业软件设计水力参数，计算环空返速、循环压耗、钻头水功率、钻头喷嘴喷射速度，优选泵排量、钻井液性 能、钻具组合、钻头喷嘴类型、钻头喷嘴尺寸和数量。 通过专业软件模拟计算入井管柱极限工况下的摩阻扭矩，并根据计算分析结果制定相应的降摩阻 扭矩措施。

5.8.1钻井设备包括提升设备、转盘、钻井泵及其他钻机配套设备。 5.8.2钻机综合提升能力宜大于不同钻井工况下最大钩载的1.5倍。 5.8.3转盘扭矩宜大于不同钻井工况下最大扭矩的1.5倍。 5.8.4根据水力计算所得泵压与排量，优选钻井泵，额定泵压宜大于最大模拟泵压的1.2倍

5.9.1在地质资料清楚或勘探开发程度较高的区块，根据以往资料无井喷风险的煤层气井，可不安装 防喷器，但施工现场建议备压并材料，在设计中制定并控措施。对于地质资料不清楚的煤层气并宜选用 单闸板或双闸板液压防喷器及其配套的液压控制系统和节流管汇。 5.9.2在对地质条件作充分了解的基础上，结合井口装置和后续作业要求进行试压设计。 5.9.3宜有井口和防喷器装置示意图.标明尺寸、压力等级、材质和连接方式等关键参数， 5.9.4井口与套管保护要求按照SY/T6818的规定 5.9.5完井井口装置宜采用环形钢板简易井口，明确试压要求、焊接要求和电焊井号等

返高要求主要包括： a）表层套管外水泥浆宜返至地面； b） 技术套管外水泥浆宜封固煤层、水层等资源层和复杂地层； ) 生产套管外水泥浆至少上返至目标煤层以上200m，并封固煤层、水层等资源层和复杂地层 若需负压抽采，水泥浆宜反至地面

包括隔离液、水泥浆、顶替液的泵注体积与排量等

6.5 水泥浆密度设计

GB/T405472021

综合考虑地层孔隙压力、漏失 以及顶替效率设计水泥浆密度。宜选择常规密度水泥

技术套管的套管鞋以上100m内和生产套管的套管鞋至顶部目标煤层以上150m内加放套管扶 正器。

固井施工前，取现场水对设计使用的水泥按GB/T19139的要求进行试验，试验内容主要包括：抗 压强度、稠化时间、滤失量和流变性等。 水泥浆主要性能要求包括： a）表层套管固井水泥石24h抗压强度宜大于3.5MPa； b 技术套管固井水泥石24h抗压强度宜大于7MPa； 生产套管固井水泥石24h抗压强度宜大于14MPa； d） 低密度领浆的稠化时间设计为注、替水泥浆时间加上不少于60min的安全附加时间，常规尾 浆的稠化时间设计为注、替水泥浆时间加上30min～60min的安全附加时间； e 直井井段固井水泥浆滤失量宜不大于150mL，定向井和压裂井段水泥浆滤失量宜不大于 100mL，水平井根据实际情况提高要求

.1.1根据给定的井位坐标，实地勘测确定地面并口位置，待基础施工结束后复测并位 .1.2井场布置按照SY/T5466的规定。 .1.3根据煤层气钻井和压裂作业要求，井深1000m以浅的井场面积不宜小于50m×35m，井深 000m以深的井场面积不宜小于50mX40m，丛式井等特殊情况的井和1500m以深的井宜适当加 DB37∕T 5121-2018 室外塑胶跑道质量控制技术规程，水平井井场面积不宜小于80m×60m。其他内容按SY/T5466的规定执行

7.2基础选型与布置要求

7.2.1按照SY/T5972的规定，提出基础选择及布置的要求。 7.2.2按照SY/T6199的规定，提出基础施工及布置的要求。 7.2.3设备基础平面宜高于井场面100mm~200mm，并排水畅通。 7.2.4设备基础地基承载能力不小于0.15MPa，遇不良地基宜进行技术处理

7.2.1按照SY/T5972的规定屋面工程细部做法培训（135P+PPT），提出基础选择及布置的要求。

7.2.1按照SY/T5972的规定，提出基础选择及布置的要求 7.2.2按照SY/T6199的规定，提出基础施工及布置的要求。 7.2.3设备基础平面宜高于井场面100mm~200mm，并排水畅通。 7.2.4设备基础地基承载能力不小于0.15MPa，遇不良地基宜进行技术处理

.1按照SY/T5974中的规定，提出并场消防应对措施及器材配备的要求。 .2按照SY/T5225中的规定，制定井场火源、易燃易爆物源的安全防护措施，并建立井场动火作 批制度。