心不能及时进入内筒、延长钻头对岩心的研磨时间等一系列问题，影响取心收获率。取煤心
时对钻压的具体要求如下：

 

　　①取岩心时钻压从

5kN 起缓缓加压至 7kN～8kN 后稳定钻压，钻至本筒进尺最后 20 公

分时钻压加至

10kN；割心时停钻上提 5 公分左右，转 3～5 圈进行割心。 

　　②取煤心时钻压从

8kN 起缓缓加压至 9kN～10kN 后稳定钻压，钻至本筒进尺最后 20

公分时钻压加至

11kN；割心时停钻上提 5 公分左右，转 3～5 圈进行割心。 

　　

2.3 转速 

　　由于转速对取心作业没有明显的影响，但为了取心作业的保险期间，我们一般要求取
心时应尽量保持低转速不变。

 

　　

2.4 泥浆排量 

　　在取岩心的过程中，由于煤结构不同，对泥浆排量有严格的要求，是取煤心的关键因
素。由于煤岩胶结差，脆而软，易破碎，容易被泥浆冲掉，因此在取心过程中泵的排量不能
太大，否则煤就有被冲掉的危险。在取心过程中，一般要求泵的排量应尽可能的小，取煤心
时排量通常控制在

60～100L/min 较为合适，软煤 60～80L/min，硬煤 80～100L/min。这对

大多数煤层都是适用的。

 

　　

3 在山西沁水地区应用情况 

　　山西沁水是目前国内开发煤层气较为成功的区块，绳索取心工艺也在该地区得到了广
泛应用。

 

　　

3.1 地质条件 

　　本次开孔的层位位于第四系的

20-50m，完钻层位为奥陶系峰峰组，其下为二叠系石千

峰组，在施工过程中会钻遇七组不同岩层，以砂泥岩为主的是上石盒子组、下石盒子组、石
千峰组和山西组，其中的上石盒子组顶部有燧石层及硅质岩层。以砂泥岩与石灰岩为主的有
太原组及本溪组，而且石灰岩中也含有含燧石。最后是以石灰岩为主的峰峰组，其中还夹有
石膏层、泥灰岩以及薄层泥岩。主要有两层主要目的层，分别是

15 号煤底板 30m，以及 3 号

煤底板以下

40m，其中井深 400-1200 米。 　　3.2 主要钻井设备及工具 

　 　 该 地 区 煤 层 气 开 发 主 要 使 用 设 备 及 工 具 ：

GZ-2600 、 GZ-2000 、 TSJ-2000 钻 机 ，

27mA/75KN 型井架，青州 350、TBW850、TBW1200 泥浆泵，8V190/540HP、12V135/240HP
动力机 ，

FZ28-21 防喷器，SQC-882 气测仪， ZQG-200×2 砂泥联除器， VZS-D 振动筛，

WH-B 型绳索取心钻具，165mm 无磁钻铤，单点测斜仪，泥浆测试仪等。 
　　

3.3 钻井施工工艺 

　　

3.3.1 井身结构 

　　一开采用

Φ311mm 钻至基岩，下入 Φ244.5mm 表层套管； 

　　二开采用

Φ215.9mm 镶齿牙轮钻至完井，下入 Φ139.7mm 技术套管固井。 

　　

3.3.2 钻具组合 

　　一开：

Φ311mm 钻头+Φ309mm 稳定器+Φ203 钻铤×18m+Φ309mm 稳定器+Φ178 钻铤

×36m+Φ159mm 钻铤×54m+方钻杆 
　 　 二 开 ：

Φ215.9mm 钻 头 +Φ203mm 钻 铤 ×18m+Φ214mm 稳 定 器 ×2m+Φ178mm 钻 铤

×36m+Φ159mm 钻铤×54m+Φ127mm 钻杆+方钻杆 
　 　 煤 心 采 取 ：

Φ215.9mmPDC 取 心 钻 头 +WH-B 绳 索 式 半 合 管 工 具 +Φ127mm （ 内 径

94mm）钻杆+方钻杆 
　　

3.4 钻井液配制及性能参数 

　　一开采用较高粘度和密度的低固相钻井液，泥浆材料以粘土粉、

CMC、火碱为主。主要

解决大口径钻进的岩屑携带和孔壁保护问题。主要性能指标：密度

1.10-1.15g/cm3，粘度

29-31s，pH 值 8，失水量 11-14ml，含沙量 2-4%。