煤矿安全管理论文
我国至今有23586个中小煤矿，其中3万吨以下占42.5％，9万吨以上的只占7.5％。2002年底乡镇煤矿原煤产量占全国总产量的27.6％，矿均产量1万余吨（受停产整顿影响，不能完全反映矿井生产能力现状），点多、面广、底子薄，从业人员素质低、资源勘探程度低、交通极不方便是我国中小煤矿的基本现状，市场需求量大、就业人员多，山区农民脱贫解困和地方经济发展需要是我国中小煤矿存在的客观条件。近几年，国家关闭整顿小煤矿，其煤炭生产秩序有所改善，装备水平逐步提高，中小煤矿事故的死亡人数明显下降，但我们必须正视中小煤矿安全生产仍十分脆弱，仍存在诸多不容忽视的问题。
一、 中小煤矿安全生产存在的主要问题
1、从业人员的素质难以适应煤矿安全生产的需要。煤矿的从业人员绝大多数是家庭贫困、文化素质低的弱势群体，安全生产意识淡薄，业务素质上提高困难，自我规范能力不强，加上人员的流动性大等因素的影响，故对煤矿职工的安全教育、提高其安全素质难以一蹴而就，需要一个比较长的过程，是一个长期而又艰辛的任务。
2、 地质条件复杂，矿井规模小，装备条件差。中小煤矿所利用的资源大都是地质条件复杂，勘探程度低储量小的块段，一般为边探边建，难以形成规模开采、实现正规生产，投入产出比例小，技术装备难以跟上，往往存在先天不足。
3、 矿井专业技术人员严重匮乏，技术管理工作几乎无人能做。近十年来，基本上没有采矿大中专毕业生分配到地方，日常的作业规程都少有人会编制，技术装备、安全仪器的使用和维护都存在困难，其效能发挥大打折扣。
4、 管理体制不顺，职责权利不明确。现在煤炭管理部门职权越来越小，责任越来越大，机构被削弱，缺乏权威性，难以发挥应有的作用。
5、地质条件复杂，管理难度加大。由于地质勘探程度低，相当部分资源是没勘探的，故中小煤矿在生产过程中采掘工作面千变万化，突出情况时有发生。煤矿日常监督管理和技术指导的工作量十分繁重，加上煤炭管理工作随机构改革而不断弱化，企业尚不具备相应的能力，故潜在的隐患十分严重。
6、 抗排风险能力差。中小煤矿规模小，底子薄，又没有规范的资金积累制度，抗排风险的能力十分有限，如遇大的灾害就会出现矿毁人亡，老板逃跑，政府办丧的现象。
二、 新形势下大冶市加强煤矿安全生产管理的几点探索
1、 明确煤炭行业管理职能，强化煤矿安全管理。
为了防止机构改革以后煤炭行业管理工作被弱化，市政府即时出台了《大冶市政府关于进一步加强煤炭行业管理的意见》，明确煤炭行业管理职能，制订加强煤矿长效管理的制度和措施，为煤炭管理部门正确履行职能，强化煤矿安全管理奠定了基础。
2、 加强对从业人员培训，提高队伍素质。
特种作业人员须按规定培训，取得《煤矿特种作业人员操作资格证》方可上岗外，所有井下作业人员都必须经不少于3天的培训，（如煤矿没有能力培训则由市煤炭部门派工程技术人员帮助培训），并经市煤炭管理部门严格考核。合格后发给《煤矿职工人井资格证》，凭证下井。
3、 配备技术矿长，加强技术管理。
各煤矿必须聘请有专业技术知识和管理工作经验的人员担任技术负责人，规定具有煤炭院校采矿系列专业毕业文凭或在国有大矿担任生产、安全、技术等方面职务的中层以上负责人，经县级煤炭管理部门审核，发给其《煤矿技术指导资格证》、凭证聘用。
在我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生
产和消费结构中的70％左右，预计到2050年还将占
50％以上，因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国
的主要能源。2002年全国煤炭总量为13．9亿吨，
2003年为16．0亿吨，2004年煤炭产量尽管达到了
19．60亿吨，2005年达到21亿吨，仍不能完全满足
需求[1_2]。当前，我国经济的快速增长，对煤炭工业
发展提出了更高的要求。为此，必须确保煤炭工业
*文章编号：1003—3033(2006)05—0042—05；收稿日期：2006—02—10；修稿日期：2006—04—12
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持续、稳定、健康的发展。
2当前煤矿安全生产形势
我国95％的煤矿开采是地下作业，煤矿安全生
产形势仍十分严峻，具体表现为：
1)煤矿事故的死亡人数占工矿企业一次死亡
10人以上特大事故的死亡人数的72．8％～89．6％
(2002--2005年)；
2)煤矿企业一次死亡10人以上事故中，瓦斯
事故占死亡人数的71％。煤矿所面临的重大灾害
事故是相当严峻的，造成的损失是极其惨重的。
例如：2004年10月20日发生在郑州大平煤矿
的瓦斯爆炸事故，死亡148人；2004年11月28 Et发
生在铜川陈家山煤矿的瓦斯爆炸事故，死亡166人；
2005年2月14 El发生在阜新孙家湾矿的瓦斯爆炸
事故，死亡214人；2005年11月27 El发生在七台河
东风煤矿的煤尘爆炸事故，死亡171人[3-51。
3)由于煤矿事故多，死亡人数多，造成了我国
煤矿的百万吨死亡率一直居高不下，与先进采煤国
家的差距很大。
20(K卜_2004年我国煤矿的百万吨死亡率为
6～3，而国外先进采煤国家煤矿百万吨死亡率非常
低。如2000年，南非煤矿的百万吨死亡率为0．13，
印度为0．42，波兰为0．26，俄罗斯为0．46。2002年
美国煤矿百万吨死亡率只有0．025。由此可见，我
国煤矿安全生产水平与国外先进采煤国家相比，还
有很大差距蚓6。
4)煤矿特大及特别重大瓦斯(煤尘)灾害事故
的频发不但造成国家财产和公民生命的巨大损失，
而且严重地影响了我国的国际声誉。在以人为本、
关爱生命、建立和谐社会的背景条件下，我国煤矿必
须大幅度减少和控制特大以上瓦斯事故的发生。
5)实际上，煤矿瓦斯事故的发生不是偶然的，
它是以往煤矿生产过程中存在问题的集中暴露，涉
及许多方面，既有自然因素、科技投入和研究的不
足，也有人为的条件以及国家的体制、管理、经济政
策，社会的传统观念，煤矿企业的文化素质等等。
3煤矿生产中存在的主要问题[7]
1)我国煤层自然赋存条件复杂多变，影响煤矿
安全生产的因素多，是造成事故的客观因素。
我国煤矿开采的煤层大多属于石炭二迭纪的煤
层，其中瓦斯含量大、煤层透气性低，地质构造复杂，
不易在开采前抽放瓦斯，但在采掘时，瓦斯放散量
大，再加上开采煤层地质条件复杂和开采规模的扩
大、开采集约化程度的提高，导致采动诱发的应力
场、煤岩体裂隙场及瓦斯流动场的变化更加复杂多
变，原有安全技术及理论基础已难以适应当前煤矿
安全高效生产的迫切需求。在一定条件下容易诱发
煤与瓦斯突出和瓦斯的突然涌出现象，造成瓦斯
事故。
中国的煤矿都是瓦斯矿，且高瓦斯矿井和煤与
瓦斯突出矿井占48％，突出灾害的发生次数为世界
之最，每年达数百次。突出的规模为几百吨、几千
吨，甚至超过万吨，需要解决的技术难题多。而美
国、澳大利亚的煤矿多为露天矿，煤层的赋存条件相
对简单，有突出灾害的煤矿所占比例小，所采取的措
施往往是停产关闭。但是，我国的情况不同，在目前
的能源供应条件下，对高瓦斯矿井和突出矿井，不可
能采取停产关闭的措施。为此，只能是自主开发与
之相应的安全技术相结合，以确保高瓦斯矿井和突
出矿井的安全生产。
2)国家对煤矿企业的技术定位不够准确是主
观因素。
长期以来，煤矿在人们的心目中是技术水平不
高，要求比较低的劳动密集型产业，因而长期以来，
技术投入不足，装备水平差，产业技术人才匮乏，劳
动效率低。把“千军万马”的队伍放在高度危险的作
业环境中劳动，因而一旦出现瓦斯(煤尘)爆炸、矿井
火灾等事故时，容易导致损失惨重，甚至全矿毁灭的
现象。
而美国、澳大利亚等先进国家的煤矿，实现了高
度机械化，井下工作人员少，全矿的巷道布局简洁，
巷道面积大，风流通畅，一旦发生灾变时，易于撤离，
可能造成伤亡人员较少。另外，在煤矿井下工作的
人员，从某种意义上讲也是危险源，一旦出现违章
作业(有意或者无意)，就可能导致事故的发生。所
以对高危行业，应最大可能实现机械化，尽量减少
人员。
例如：澳大利亚2003年煤矿死亡人数为0，优于
其他行业，其中主要原因之一就是得益于实现了高
度机械化，井下作业人员少；
2006年1月2日美国东部西弗吉尼亚州阿普舒
尔县萨戈煤矿发生爆炸事故，仅死亡12人，也是得
益于井下作业人员少【8J8。
煤矿生产属于高危行业，仅靠“千军万马”低技
能、低素质的矿工劳动，造成的事故风险是极大的，
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安全生产的观点，在社会上长期未能得到共识。为
此，笔者建议国家应当将煤矿列入高危行业，给予必
要的投入，建立煤矿行业准入制度，甚至在新矿井设
计时，就应当要求提高技术装备水平和劳动生产率。
而目前的实际情况有时则相反，既为了满足地方扩
大就业面的要求，甚至降低技术装备水平和劳动生
产效率，造成资金被工资占用，无力更新设备和提高
矿井的安全装备水平。
3)大多数煤矿技术水平低下，从业人员素质
低，工程技术人员缺口多，难以适应高危环境的要求
是不容忽视的现实。
由于煤矿劳动生产率低，全行业的工资收入差，
在全国二十几个行业中排名倒数第二，而且工作危
险、作业环境恶劣，劳动强度大，工作时间长。这就
造成了人才的大量流失，出现了“工程、技术、管理
人才缺口多，愿意到煤矿长期工作的一线人才少”的
现象。
以平顶山煤业集团为例，2001--2003年，流失的
高级工程师就达162人；四川省连续6年没有进
一个学采矿的大学毕业生。其导致的结果是：一方
面安全技术装备不足，另一方面已有的安全技术装
备由于缺乏高水平的人才而不能发挥应有的作用。
以2004年10月20日发生在郑煤大平煤矿的
“10·20”瓦斯突出引发的瓦斯爆炸事故为例，一280
水平煤与瓦斯突出的瓦斯、流逆行到上水平运输大
巷，多处瓦斯浓度监测仪超限报警，预示着全矿处于
瓦斯爆炸一触即发，面临毁灭的边缘时，竟然在
31分钟内没有采取切断电源的措施，致使架线电机
车行驶到巷道拐弯处引起瓦斯爆炸，造成死亡
148人的特别重大事故。
对于广大的煤矿职工来说，安全文化素质更是
—个严重的问题。由于煤矿是高危行业，煤炭生产
过程中的不确定因素多，应当需要高素质的人才去
从事该项工作，才能应付生产过程中出现的复杂局
面。但是，实际情况是：由于工资较其他行业低、作
业环境恶劣、劳动强度大和工作时间长的现状，加上
当前年轻人多为独生子女的情况下，就很难招收到
有一定文化程度的技术工人。因此，就只能招收农
民工，而且缺乏应有的技术培训。采用安全知识和
技能水平低下的劳动者，在这种高危环境中作业，产
生事故是难以避免的。
4)基础工作薄弱，安全技术装备不足是客观存
在的现实。
煤矿矿井的寿命多为几十年，甚至上百年，当建
井初期，矿井的生产系统还是比较好的，但随着开采
深度加大，范围延伸扩展，瓦斯涌出量增多，地应力
和瓦斯压力增大，危险程度急剧增长，原有的矿井生
产系统就难以适应要求，而又没有可能自筹资金来
改建生产系统。也就是说，很多煤矿只能维持简单
再生产，前几年困难时，甚至发不出工资。长期以来
安全投入少，装备差，有的矿民国时期、解放初期的
安全装备还在用，抗灾能力差，所以不产生事故则
已，一旦发生事故往往就是大事故。
近年来，随着国家对煤矿安全的重视和投入，矿
井安全装备有了很大的改善和提高，但还有许多矿
井的安全设施达不到要求，这也是当前存在的安全
隐患。为此，建议进一步加大对煤矿安全的投入，改
善煤矿安全生产状况。
5)国家对煤矿的税制不够完善也是客观存在
的事实。
在笔者的印象中，税制改革时，统一采用17％
的增值税，由于煤炭属于初级产品，不同于机电产
品，没有副加值，是原料产品，现行税制显然是不适
用的，所以税率下调了三四个百分点，笔者认为还不
够，应当进一步下调税率。
另外，为了保护国有资源和减少资源开采所造
成的污染，笔者认为对煤炭应征收资源费和环境保
护费以补偿国家的投入，收费的标准应根据自然地
理环境、煤质的优劣程度和煤矿开采体制(国有、集
体和个体)而不同，以体现在市场经济条件下的相对
公平原则和提高资源的回收率，对高瓦斯矿井应当
将减少的税费投入到安全和环保的技术改造中去。
瓦斯实际上又是资源，通过瓦斯抽放不仅可以
解决煤矿生产中的安全问题，而且可以提高资源的
利用率，减少对大气的污染。因此，为了鼓励矿井瓦
斯抽放工作，建议：抽放瓦斯利用的收入应减免税
收，且鼓励瓦斯发电和开发新的瓦斯利用途径(尤其
是低浓度瓦斯的合理利用)，使高瓦斯矿井有积极性
千方百计地提高瓦斯抽放量和利用量。既提高了矿
井的安全性，又降低了瓦斯对大气的温室效应(瓦斯
对大气的温室效应是二氧化炭的21倍)t9]，同时，还
增加了资源的回收率，真正实现煤和气的共采。
6)对事故后的处理未能充分体现惩前毖后的
作用也是客观存在的现象。
长期以来，在处理瓦斯爆炸等大型恶性事故时，
一方面对大量人员的伤亡和国家财产的损失深感痛
心，觉得应严惩有关责任人，但另一方面也看到了事
故的产生原因是多方面的。矿井自然条件困难，生
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产系统不完善，安全设施不足，人员素质差，既有当
事人的责任，也有领导和客观环境的原因。笔者对
矿工有发至内心的同情和忧虑，觉得在煤矿工作工
资低，环境恶劣，能下井上班，坚持工作，就算不易
了。希望对他尊重、关爱和保护，创造安全生产的条
件，否则，就更没有人干这一行了。
虽然，近几年煤矿领导人工资待遇有较大提高，
情况有所变化，但是，许多煤矿的领导是一年四季都
在矿上坚持工作(除了外出开会)，每天工作十多个
小时，无节假日，时刻还担心井下出事，连晚上睡觉
都不安宁。因此，从所付出的劳动和其他行业相比，
也不算高。
4建议应当采取的对策和措施
当前，尽管煤矿安全生产形势严峻，特别重大事
故时有发生，存在许多问题，但是，也并不是一无是
处。其有利条件是：有经验丰富、政治文化素质高的
各级领导；有经过数十年建设的强大物质基础；有建
国几十年来培养起来的技术队伍；有经过多次修订
的煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出细则等规程规
定；有专业化的煤矿安全研究机构和有关的大专院
校；许多大的煤矿企业还有自己的瓦斯防治机构等
..应该说做到控制瓦斯事故的频发是完全可能实
现的。
特别是我国有具有世界先进生产水平的神华煤
矿，也有在高瓦斯和突出危险条件下、多年来实现安
全高产的淮南和平顶山煤业集团公司等所获得的技
术及管理经验。科学的理念和先进的技术对搞好煤
矿安全生产，都是可贵的。为了扭转当前煤矿安全
生产的状况，笔者建议，应主要采取如下对策和
措施。
4．1加强宣传和职工的培训工作，提高从业人员的
素质，减少入的不安全行为
1)将最近几次大的瓦斯事故做成vCD光盘，分
发到全国所有的瓦斯矿井，说明事故产生的原因，分
析有关的责任，措施的不足之处，事故的教训，以敲
响警钟。在瓦斯矿井要做到人人皆知，像抗非典那
样，深入人心，关心瓦斯灾害防治，做到了解安全规
程，执行安全规程的模范。尤其是应当使煤矿职工
了解其所工作范围内所存在的危险源，知道危险出
现时应当采取何种措施，具备解决相关危险的能力，
以减少人的不安全行为导致的事故。
2)对高瓦斯矿井和突出矿井的负责人更应当
进行技术培训并实行上岗证制度，宣讲近年来的灾
害事故的实例，经验和教训，以提高一线领导人员的
素质和水平，提高他们对灾害事故的预见性和发生
事故时的应对处理能力。
3)对地矿学科的艰苦专业，国家给予奖学金，
并和学生签订毕业后在煤矿企业工作年限的协议，
同时，提高在煤矿工作的技术人员的待遇，建立煤矿
行业从业人员最低工资制度，改善其工作环境，以保
证在煤矿中后继有人。
4．2加强科研工作力度，提高安全生产水平。建立
本质安全化的生产体系
党和政府历来对煤矿企业的安全生产十分重
视，相继出台了“劳动法”、“安全生产法”、“煤矿安全
规程”等，安全管理能力得到了不断的加强，煤炭开
采技术水平也得到了不断的提高，在国有重点煤矿
中，综合机械化开采技术比例达到了60％左右。但
是，煤矿重大瓦斯事故仍然时有发生，产生这些事故
的直接原因是我国煤层瓦斯富集条件的复杂性，地
下作业诱发的采动应力场、煤岩体裂隙场及瓦斯流
动场的3场互动性，矿井瓦斯动力灾害的突发性，巷
道网络化体系中发生的瓦斯爆炸传播过程的流动
场、温度场和化学场的耦合性，增加了探索瓦斯动力
灾害事故机理及防治技术的难度。特别是近十多年
来，开采深度的加大和开采集约化程度的提高导致
开采条件更趋复杂，原有安全技术及理论基础已难
以适应当前煤矿安全高效生产的迫切需求。因此，
应当采取相应的措施：
1)进一步加强科研工作力度，特别是应当针对
当前开采条件进行研究，其中包括基础理论的研究、
应用技术的开发和安全装备的研制，以便为建立本
质安全化的矿井生产系统奠定基础。
2)对高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井，建议应
当成立瓦斯防治小组或研究所，通过与高等院校和
专职科研单位的合作，测定矿井采掘范围内煤层的
瓦斯压力、煤层透气性、煤的强度、煤层瓦斯含量等
技术参数，查明矿井有关区域的瓦斯危险程度，解
决生产过程中遇到的技术难题，预测预报在采掘过
程中应注意的事项，并提出应采取的措施。
3)对高危矿井要投入必要的资金，改造通风系
统和设备，装备瓦斯抽放系统、监测设备，矿井防灾
救护系统等安全设施和装备，以改善安全生产的环
境，提高生产系统的抗灾能力。
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4．3对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊政策，采取
特殊措施，以利于健康发展
高瓦斯和突出矿井既有资源赋存条件差和容易
诱发事故的一面，同时又拥有相对丰富的瓦斯资源。
国家应当对其制定特殊的政策：
减少对高瓦斯矿，特别是突出矿井的税收额度，
将少收的税款补助至矿井对安全的投入中去，以改
善矿井的安全条件；
鼓励其进行瓦斯抽放和开发利用瓦斯，并且在
开发利用瓦斯的过程中应减免税收，鼓励瓦斯发电，
其所发的电可并网运行，不得限制和歧视。
5结论
煤炭是我国的主要能源，在今后相当长的时期
内以煤为主的格局不会改变，笔者通过对我国煤矿
安全生产现状分析及应当采取的对策分析，有以下
两点结论：
1)近年来，煤矿行业事故多发是由多方面因素
造成的，其中包括：我国煤层自然赋存条件复杂多
变，国家对煤矿企业的技术定位不够准确，煤矿从业
人员素质不高，难以满足工作环境对人员素质的要
求，现有煤矿安全技术装备不到位以及国家对煤矿
的税制不够合理等。
2)为了解决当前煤矿生产过程中存在的问题，
应当采取综合措施予以解决。其中包括：加强宣传
和职工的培训工作，提高从业人员的素质，减少人的
不安全行为，要建立煤矿行业从业人员最低工资制
度，改善其工作环境，以保证在煤矿中后继有人；加
强科研工作力度，提高安全生产水平，建立本质安全
化的生产体系；对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊
政策，采取特殊措施，以利于健康发展[10]。
而上述问题的解决，需要引起全社会的共同关
注和企业、政府等相关部门的共同参与，才能更有效
地推动我国煤矿的安全与健康发展。
定向井钻井技术被应用到石油钻井中是在19世纪中后期，我整理了定向井钻井技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
定向井钻井技术论文篇一
浅析定向井钻井轨迹控制技术
[摘 要]定向井钻井中的关键技术是井眼轨迹控制技术，本文在分析定向井井眼轨迹剖面优化设计技术的基础上，对钻井中的井眼轨迹控制技术进行了探究。
[关键词]定向井;井眼轨迹;关键技术
中图分类号：TG998 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)08-0056-01
随着我国油气资源勘探开发力度的不断加大，对于地面遮挡物无法正常钻井开采、地质情况复杂存在断层等构造遮挡和钻井发生事故需要侧钻等复杂油气藏的勘探开发日益重视，而这些油气藏一般需要采用定向井钻井技术进行开发，从而增加油气储层裸露面积、提高油气采收率、降低钻井成本。但是，定向井钻井的井眼轨迹控制难度较大，需要对井眼轨迹进行优化设计，并通过在直井段、造斜段和稳斜井段采用不同的钻井轨迹控制技术进行控制，才能有效保证定向井的井眼轨迹，而对这些技术措施进行探究，成为提高定向井钻井水平的关键。
一、科学进行定向井井眼轨迹和轨道设计
1、定向井井眼轨迹的优化设计技术
井眼轨迹的剖面设计是定向井钻井施工的基础，只有不断优化完善井眼轨迹设计，保证井眼轨迹设计的科学性、合理性，才能确保定向井钻井实现预期目标。在定向井井眼轨迹剖面优化设计中，要坚持一定的原则：要以实现定向井钻井地质目标为原则，定向井钻井的地质目标很多，包括穿越多个含油地层提高勘探开发效果、避开地层中的断层等地质构造从而实现对地下剩余油气储层的有效开采、实现油井井眼轨迹在油气储层目的层的大范围延伸以增加油气藏的裸露面积等，同时，因为钻井或油气开采中发生事故导致无法正常开采的油井，可以通过定向井实现对油气储层的侧钻来达到开采目的，存在地面障碍物无法进行正常钻井的区域也可以通过定向井来实现钻井开采的目的，为了节约钻井成本，还可以通过丛式平台定向井开发的方式来节省井场占地面积;要以高校、优质、安全钻井施工作为现场施工目的，在进行定向井井眼轨迹剖面设计时，结合所处区域的地质特征进行设计，选择在地层稳定、松软度适中的位置进行造斜，造斜点要尽量避开容易塌陷、缩径或漏失以及压力异常的地层层位进行，要将造斜段的井斜角控制在15°-45°之间，因为过大的井斜角会增加施工难度且易引发钻井事故，而过小的井斜角会造成钻井方位的不稳定性，增加调整次数，还有就是在造斜率的选择上，要综合考虑油井所处地层的地质状况和钻井工具的实际造斜能力，在满足定向井钻井目标的前提下尽量减小造斜率并缩短造斜段的长度，实现快速钻井的目的;要尽量满足后期采油和完井工艺实施的要求，在满足定向井钻井要求的前提下，尽量减小井眼的曲率，方便后期抽油杆和油层套管下井，同时减小二者之间的偏磨，方便后期改造安全采油泵等井下作业施工。
2、定向井钻井的轨道设计
根据定钻井的目的和用途不同，可以将定向井分为常规定向井、丛式井、大位移井等几种类型进行设计，常规定向井一般水平位移不超过1km、垂直深度不超过3km，丛式井可减小井场面积，大位移定向井的轨道一般采用悬链曲线轨道，在井眼轨迹上采用高稳斜角和低造斜率。我国定向井井眼剖面轨迹主要有“直―增―稳”三段制剖面、“直―增―稳―降”四段制剖面和“直―增―稳―降―直”五段制剖面三种类型，在具体设计时根据所在地层地质特征不同进行优化设计。三种井眼轨迹各有优缺点：三段制井眼轨迹造斜段短，设计和施工操作比较方便，在没有其他特殊要求时可以采用三段制轨迹剖面;四段制井眼轨迹剖面起钻操作时容易捋出键槽加大下钻的摩擦力，容易造成卡钻事故，且容易形成岩屑床，一般不会采用，只在特殊情况下使用;五段制井眼轨迹剖面在目的油气储层中处于垂直状态，有利于采油泵安全下入，且便于后期采油工艺的实现。
二、三段制定向井轨迹剖面钻井控制技术
基于三种不同类型轨迹剖面的优缺点，在现实中多应用三段制和五段制井眼轨迹剖面进行定向井钻井设计，而三段制井眼轨迹剖面最为常用，下面就对三段制定向井井眼轨迹钻井控制技术进行研究。
1、直井段的井眼轨迹控制技术
直井段的井眼轨迹控制技术主要是防斜打直，这是定向井轨迹控制的基础，因为地质、工程因素和井眼扩大等原因，直井段钻井中会发生井斜，地质因素无法控制，可通过在施工和井眼扩大两方面采取技术措施进行直井段钻井的轨迹控制，关键要选择满眼钻具和钟摆钻具组合进行直井段钻井，前者可以在钻井中防止倾斜，将扶正器与井壁尽量靠近，就可以有效防止井斜问题出现;钟摆钻具的工作原理是超过一定角度后会产生回复力，具有纠正井斜问题的作用，但要保证钻压适量，因为钻压过大会使钟摆力减小而增斜力增大，妨碍纠斜效果。
2、造斜段的井眼轨迹控制技术
在定向井钻井中，造斜段钻井是关键部位，造斜就是从设计好的造斜点开始，使钻头偏离井口铅垂线而进行倾斜钻进的过程，关键是要让钻头偏离铅垂线开始造斜钻进。要根据设计好的井眼轨迹，综合井斜角、方位偏差来计算造斜率，以此指导造斜钻井施工，通过增加钻铤等措施，调整滑动钻进和复合钻进的比例，从而使钻头按照设计的井眼轨迹进行钻进，指导造斜段完成。
3、稳斜段的井眼轨迹控制技术
造斜段完成后，需要进行稳斜段的钻井施工，在稳斜段的钻进中，要选用无线随钻测井仪器对钻头的工作进程进行动态跟踪，实时监测钻头的实际井斜角、方位角偏离情况并与设计值进行对比，确保钻头中靶。在没有无线随钻测井仪器的情况下，需要通过稳斜钻具组合进行钻井，并应用单、多点测斜仪进行定点测斜，从而保证井眼中靶，提高钻井质量。
三、结论
综上所述，定向井是开采复杂油气藏的有效手段，可以对常规油井无法开采的油气藏进行开采，但要顺利实现定向井钻井，需要根据地质特征等设计井眼轨迹剖面、选择合适的轨道类型，并对不同井段采取对应的井眼轨迹控制技术，确保按设计的井眼轨迹钻进，提高油气资源开采效果。
参考文献
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[3] 王学俭.浅层定向井连续控制钻井技术[J].石油钻探技术，2004(05).
[4] 崔剑英，贺昌华.定向井信息查询系统的开发[J].数字化工，2005(07).
定向井钻井技术论文篇二
寿阳区块煤层气定向井钻井技术浅谈
摘要：本文介绍了寿阳煤层气的开发现状和煤层气特征，分析了定向井钻井技术在施工过程中的应用，对今后在寿阳区块内施工的定向井有一定的指导作用。
关键词：寿阳区块;定向井;造斜段;稳斜段
Abstract: This paper introduces the development status and characteristics of Shouyang coal-bed methane coal-bed gas, analyzes the application of directional drilling technology in the construction process, has the certain instruction function to the construction of directional well in Shouyang block.
Keywords: Shouyang block; directional well; oblique section; steady inclined section
中图分类号：P634.5
1.概况
寿阳区块位于山西省中部，沁水盆地的北端，沁水盆地是我国大型含煤盆地之一，蕴藏着丰富的煤层气资源，根据远东能源(百慕大)有限公司前期在沁水盆地南部施工的参数井和定向生产井所获得的相关资料，显示该区具有良好的开发前景。
1.1寿阳区块勘探开发历史和现状
1995年由联合国开发计划署(UNDP)利用全球环境基金资助、煤科总院西安分院承担的《中国煤层气资源开发》项目，《阳泉矿区煤层气资源评价》专题科研报告，对阳泉矿区(包括生产区、平昔区和寿阳区)煤层气资源开发进行了评价和研究，其中重点对寿阳区的煤层气资源开发进行了评价和研究。
中国煤田地质总局于1996～1997年在韩庄井田施工了一批煤层气勘探参数井，获得了该区有关的煤储层参数，并对HG6井的主要煤层进行了压裂改造和排采试验，取得了该井合层排采的一整套数据。中联公司1997～1998年在寿阳区块施工了4口煤层气生产井，其中1口探井，3口生产试验井，获得该区宝贵的煤储层参数和生产数据。1998年完成了四条二维地震勘探线，共计167km，获得了丰富的地质成果。2005年远东公司在该区施工了3口羽状水平井，其中2口在煤层段进尺超过3000m，3口井均在生产。
2007年远东能源(百慕大)有限公司根据取得的初步成果资料研究、分析后，认为该区15#煤层十分稳定，储层参数比较有利，是煤层气开发的有利区块，决定在寿阳县南燕竹镇共计部署一批定向井及参数井，以获取该地区15#煤层的埋深、厚度等储层参数，进一步扩大勘探范围，并逐步形成区域生产井网，争取短期内该区煤层气地面开发进入大规模商业化运营。
1.2寿阳区块地质背景
沁水盆地北端位于北东向新华夏系第三隆起太行山隆以西，汾河地堑东侧，阳曲——盂县纬向构造带南翼。总体形态呈现走向东西、向南倾斜的单斜构造。区内构造简单，地层平缓，倾角一般在10°左右。燕山运动和喜马拉雅运动期间，由于较大规模的岩浆侵入活动，大地热流背景值升高，本区石炭二叠纪煤层在原来深成变质作用的基础上，又叠加了区域岩浆热变质作用，致使煤化作用大大加深，形成了本区高变质的瘦煤、贫煤以及少量无烟煤。
本区所钻遇的地层为：第四系(Q)，三叠系下统刘家沟组(T1l)，二叠系上统石千峰组(P2sh)，二叠系上统上石盒子组(P2x)，二叠系下统下石盒子组(P1x)，二叠系下统山西组(P1s)，石炭系上统太原组(C3t)。
1.3寿阳区块煤储层特征
主要含煤地层为上石炭统太原组及下二叠统山西组，含煤10余层，其中3#、9#、15#煤为主力煤层。
3#煤层：俗称七尺煤，全区煤层厚0～3.78m，煤层较稳定，寿阳矿区西部和阳泉三矿矿区煤层较厚，其他地区煤层变薄，甚至尖灭。结构简单，有时含一层夹矸，顶底板为泥岩，砂质泥岩、粉砂岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。
9#煤层：全区煤层厚不一，煤层较稳定。结构简单，顶底板为泥岩，砂质泥岩、粉砂岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。
15#煤层：煤层厚0.27～6.48m，是寿阳区块内煤层气开发的主力煤层。15#煤含1～3层夹矸，结构中等，顶底板K2灰岩，底板为泥岩、砂质泥岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。
沁水盆地北端煤储层厚度大，埋深适中;煤的热化程度较高，己进入生气高峰，煤层顶底板封闭性能好，含气量高;煤储层裂隙较发育，孔隙以小孔和微孔为主，渗透性较好;煤的吸附性能强，但含气饱和度偏低。
2.设备设备选择
2.1钻机选择
寿阳区块定向生产井井深一般在在1000m以内，水平段不超过500m，根据我井队现有设备的情况，选择了TSJ-2000、GZ-2000钻机。该钻机提升、回转能力均能满足煤层气定向生产井施工的需要。
2.2设备配置
水泵：TBW-850(直井段)、3NB-1000、F-500;排量0～42L/s，压力5～32MPa。
动力：PZ12V-190、PZ8V-190、12V135;功率120～800HP。
钻塔：27.5m/A型塔(750KN)。
钻具：Φ127mm钻杆，Φ203钻铤，Φ178钻铤+Φ159钻铤。
2.3定向钻具
Φ172(1.5°)螺杆、Φ165(1.5°)螺杆
Φ172MWD定向短节、Φ165MWD定向短节
Φ165mm、Φ159mm短钻挺
Φ214mm扶正器、Φ48MWD
Φ165mm无磁钻铤、Φ172无磁钻挺
3钻井工艺
3.1井身结构
井身结构在钻井工程中处于最基础的地位，体现了钻井的目的，也是决定该目的能否顺利实现的重要因素之一。井身结构设计以钻井目的为目标，以现实的钻井工程和地质等条件为依据，使目标和过程统一起来。
一开采用Φ311mm钻头钻至稳定基岩，且水文显示正常，下入Φ244.5mm表层套管，固井并候凝48小时。
二开采用Φ215.9mm钻头钻至完井，达到钻井目的后，下入Φ139.7mm生产套管并固井。
3.2钻头选用
二开选择造适岩的HJ537G钻头。
3.3动力钻具选择
为了适应软及中软地层，选择了中转速中扭矩马达。
3.4钻井液的选择
煤层气井施工时，煤储层保护是关键。在煤层段钻井中，主要采用清水钻进，严格控制钻井液中的固相含量、比重，井内岩粉较多时，可换用高粘无污染钻井液排出岩粉，既能保证孔内安全，又防止了储层污染。
4.定向钻具组合及钻进处理措施
定向井施工中主要分直井段、造斜段、稳斜段，要针对不同地层、不同井深、位移有效地选择好三个井段的钻具组合。实现设计的井身规迹是施工的关键。
4.1直井段钻井技术
直井段的防斜是定向井施工的重要保证，一般要求井斜100m内小于1°。直井段的钻具组合是关系到定向井下部定向造斜段的难易程度。
(1)钻具组合：一开采用塔式钻具组合：Φ311钻头+Φ203钻铤+Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。
二开：Φ215.9钻头 +Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。
(2)钻进参数： 钻压 10～80 kN排量 12 L/s 泵压 0.5～2MPa
钻井液性能： 密度 1.02～1.10g/cm3粘度 21 s
(3)见基岩时要轻压慢转，防止井斜。
(4)直井段换径时要吊打，换定向钻具前测井斜。
4.2造斜段钻井技术
造斜段下钻到底后，EMWD仪器无干扰开始定向钻进;施工采用1.5°单弯螺杆，测得实际造斜率为9°/30m，定向过程中采用滑动钻进与复合钻进交替作业，确保狗腿度满足要求。
(1)钻具组合Φ215.9钻头+Φ172(1.5°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
(2)钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 16 s
(3)要调整好钻井液性能，采用三级固控设备控控制固相含量不超标。
(4)及时测量井斜、方位，发现与设计不符，应马上采取措施。
(5)做好泥浆的性能维护，提高防塌性能和携带岩屑的能力，清洁井眼。
4.3稳斜段钻井技术
稳斜段钻具组合在本区可采用以下三种方法，也可以交替作业，确保井斜方位满足要求，三班各钻井参数要保持一致辞，并保证井下安全。
(1)采用螺杆复合稳斜钻进
钻具组合：Φ215.9钻头+Φ172(1.5°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 3～5 MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 17s
(2)采用近钻头扶正器稳斜钻进。
钻具组合：Φ215.9钻头+Φ214扶正器+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4 MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 17s
(3)采用光钻铤钻进。
钻具组合：Φ215.9钻头+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆
钻进参数：钻压 80～120 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4 MPa
钻井液性能：密度 1.02～1.05g/cm3粘度 16 s
5.经验与建议
通过对本区FCC-HZ-23D、FCC-HZ-33D、FCC-HZ-11D、FCC-HZ-47D、FCC-HZ-70D井的施工，取得了以下经验：
(1)及时测斜、准确计算、跟踪作图是保证井身轨迹的关键。使用MWD能准确掌握井身轨迹的变化情况，使轨迹得到有效的控制。
(2)在钻井过程中，随时观察扭矩、泵压的变化，发现问题及时分析与解决。
(3)勤测泥浆中固相含量的变化，确保固相含量不超标，从而影响螺杆的使用。有条件的话可以上三级固控设备。
(4)采取“转动+滑动”的复合钻进方式，利用无线随钻实时监测，能有效的确保井眼轨迹质量，使施工安全、快速进行;在稳斜过程中采用“转动+滑动”的复合钻进方式，有效降低摩阻和扭矩，降低施工风险。
(5)在定向造斜过程中使实际井斜略超前设计井斜，提前结束造斜段，使实钻稳斜段井斜略小于设计稳斜段井斜，在复合钻中使井斜微增至设计轨迹要求，达到快速、安全目的。参考文献
[1]王明寿.2006.寿阳区块煤层气勘探开发现状、地质特征及前景分析.北京：地质出版社
[2]大港油田.1999.钻井工程技术.北京：石油工业出版社
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