摘　要：我国的煤层气资源十分丰富，但开发利用刚刚起步。煤层与一般的油气层相比，具
有埋藏浅，微孔隙和裂缝发育，煤层的机械强度和孔隙度较低，易坍塌，易污染。文章根据
煤层气井的特点，介绍了一般油气井固井与煤层气固井的区别、煤层气固井的特点及难点，
总结了目前煤层气固井存在的主要问题。
　　关键词：煤层气　固井　固井质量　水泥添加剂
　　一、煤层气固井技术研究
　　

1.煤层气井的特点

　　

1.1 煤层埋藏浅，一般在 300~1500m 之间，井底温度及压力低，远远小于油气井的井

底温度与压力。煤层孔隙及割理发育且具有双重孔隙结构，其微孔和超微孔的体积约占
50％以上(孔隙内表面积高达 200~400m2/g 煤)，吸水后易产生井壁垮塌、漏失，并造成孔隙
堵塞。
　　

1.2 煤层孔隙压力梯度一般小于 0.01MPa/m,属于低压地层地层压力系数变化规律性差 ，

很难预测，难以平衡压力固井。
　　

1.3 煤层微孔隙发育，割理多，非均质性强，机械强度低，力学稳定性差，在外力作用

下极易破碎。该特点在钻井上极易引起煤层的坍塌。破碎，导致井径扩大率偏大。
　　

1.4 煤储层存在渗透性滞后现象。煤层的渗透性低，孔隙压力低，钻井和固井过程中平

衡压力大，煤层极易受到伤害。
　　

2.煤层气固井的特点和难点

　 　

2.1 煤 层 的 空 隙 压 力 梯 度 和 破 裂 压 力 梯 度 低 ， 水 泥 浆 密 度 比 钻 井 液 密 度

（

1.03~1.10g/cm3）高得多。煤层气井封固段一般为 600~1200m，水泥浆一般要求返出地面

由于封固段长，固井过程中易形成高的过平衡压力，很容易发生漏失。一方面水泥浆低返，
影响固井质量；另一方面水泥浆渗入煤储层，对煤层造成很大伤害。
　　

2.2 煤层气井一般采用二开结构，用 0215.9mm 钻头钻开煤层，下入 0139.7mm 生产套

管。固井时替浆量少，除压塞液外，一般井替浆量只有

5~11m3，注水泥完毕即有一般体积

以上水泥浆进入环空，如此少的替浆量，固井根本无法实现紊流顶替。受设备及井下条件限
制，固井时也根本达不到稳流顶替的排量。
　　

2.3 煤层埋藏浅，井底温度低，尤其上部井段温度更低，低温下水泥浆特别是低密度水

泥浆的水化速度缓慢。水泥浆配方设计困难，水泥石早期强度低。
　　

2.4 水泥浆向地层的失水量大，极易造成对煤层的伤害。一是固井过程中如果过平衡压

力大，会加大水泥浆向地层的失水，即使在水泥浆假如一般的降失水剂，水泥浆仍然很容
易向地层失水；二是由于上部地层疏松，吸水性强，而且当煤储层遇水时，在很强的毛细
管作用下，煤层的吸水反应强烈；三是由于煤层气井较浅，井底温度低，候凝过程中水泥
浆长时间处于液态，也加大了向地层的失水。在上述三个方面因素影响下，水泥浆很容易向
地层失水，使性能发生很大变化。不但影响了对煤层的封固，同时也会对煤层造成伤害。
　　

3.目前煤层气固井存在的主要问题

　　

3.1 没有针对煤储层的特点设计合理的注水泥工艺及水泥浆体系。与一般油气井不同，

煤层埋藏浅，孔隙压力低、破裂压力梯度、渗透性低。因此应针对煤储层的特点，设计合适于
煤层的固井技术。
　　

3.2 水泥浆的性能差。目前煤层气井固井时，没有针对煤储层埋藏浅、井底温度及压力低、

易伤害等特点，研究适合于煤层气固井的水泥浆体系及外加剂。
　　

3.3 固井过程中保护煤层的措施不够。没储层渗透性低，属于低渗储层，任何环节的污

染都会对煤层造成永久性伤害。
　　二、煤层气井固井技术对策
　　衡量煤层气井注水泥技术的主要标准是固井质量和减少对煤层的伤害。注水泥施工后一