CN102493790A - 一种煤层气增产方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种煤层气增产方法，包括步骤：在地质结构稳定的区域钻设排采直井；在地质结构复杂的区域钻设水平井的水平段井眼连通至排采直井；所述水平段井眼完成后，沿二开套管下入水平段套管；沿所述水平段套管下入导向钻具，经由所述水平井与所述排采直井的连通点钻设多分支水平井；在所述水平井的水平段实施压裂完井。本发明实施例中，在水平井与排采直井连通后钻设多分支水平井以增加煤层气的产能；同时，在水平井的水平段还通过压裂完井的方式，进一步开发水平井与排采直井之间煤层气层区域的煤层气。与现有技术中单纯的采用一种开采模式的方式相比，有效地提高了煤层气的开采效能。

Description

一种煤层气增产方法

技术领域

本发明涉及煤层气开采领域，更具体地说，涉及一种煤层气增产方法。

背景技术

煤层气开采先后经过了直井模式、U型井以及多分支水平井模式。其目的是增加储层的泄露面积；煤层气井的完井方式除了水平井采用的裸眼完井，还有直井常采用的洞穴完井、压裂完井等。其目的都是增加储层的孔道从而增加储层的渗流能力等，从而达到开采或者增加产能的目的。

针对不同的地质构造，目前一般会有选择性的采用不同的煤层气开采模式，具体的：

在煤层地质构造简单，原生媒质保存比较好且机械成孔稳定的地址区域，一般会采用多分支水平井模式，多分支水平井模式是指，在水平井的水平段，通过钻头钻设若干分支井眼或者采用水力喷射形成新的分支井眼的方式来增加储层的泄露面积的作业手段。在采用多分支水平井模式时，一般会采用裸眼完井的方式，裸眼完井是指一个井眼钻完之后，不再下入套管对该段井眼进行封固隔离，直接完井，进入排采环节。

而针对地质构造复杂，煤层的物理机械性质破坏严重的地质区域，一般会采用U型井的开采模式，在这种开采模式下，一般会采用压裂完井的方式，压裂是指在井眼中的井壁上，通过施加高压使井眼周围的煤层破裂从而产生破裂孔道，同时，还可以随破裂孔道携带一定数量的孔道支撑剂，在使井眼的井壁变得坚固稳定的同时，支撑剂还可以在压裂后期和结束后防止裂缝完全闭合，保持裂缝与裂缝即裂缝与天然孔隙的连通，为以后排采提供流体流动通道，从而使得井眼与煤层的接触面增大从而增加产能的一种增产作业手段或者工艺。

在现有技术中，当同一开采区域的地质结构多变时，也就是说，同一区域中包括多个区块，比其中有的区块地质构造简单而有的区块却比较复杂时，一般只能使用开采效率较低的U型井的开采模式，从而使得煤层气的产能较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种煤层气增产的方法，在处于同一地质结构层但在不同区块地质构造的稳定性不同的煤层气层，采用U型井开采模式和多分支水平井开采模式相结合的方式，增加了储气层泄露面积，进而实现了煤层气增产的目的。

本发明实施例是这样实现的：

一种煤层气增产方法，包括：

在地质结构稳定的区域钻设排采直井；

在地质结构复杂的区域钻设水平井的水平段井眼连通至排采直井；

所述水平段井眼完成后，沿二开套管下入水平段套管；

沿所述水平段套管下入导向钻具，经由所述水平井与所述排采直井的连通点钻设多分支水平井；

在所述水平井的水平段实施压裂完井。

优选的，在本发明实施例中，所述压裂完井具体为采用分段压裂的方式；

所述水平段套管为钢套管。

优选的，在本发明实施例中，所述压裂完井具体为采用水力喷射压裂的方式。

优选的，在本发明实施例中，所述在沿二开套管下入水平段套管，还包括：

在下入所述水平段套管过程中，每下入设定距离所述水平段套管，将所述水平段套管内注满钻井液。

优选的，在本发明实施例中，所述在地质结构复杂的区域钻设水平井的水平段井眼连通至排采直井，具体包括：

在距所述水平井与所述排采直井的连通点100米时起钻，下入连通工具实施与所述排采直井的连通。

优选的，在本发明实施例中，所述在地质结构复杂的区域钻设水平井的水平段井眼连通至排采直井后，还包括，继续钻井20米。

优选的，在本发明实施例中，所述沿二开套管下入水平段套管，具体为：

沿二开套管下入水平段套管，使所述水平段套管距所述水平井与所述排采直井的连通点5米。

优选的，在本发明实施例中，所述在水平井的水平段实施压裂完井，还包括：

在压裂结束时，控制所述水平井和所述排采直井的井口排量。

从上述的技术方案可以看出，在本发明实施例中，首先根据同一地质结构层的煤层气层但在不同区域地质结构的稳定性不同的具体情况，将排采直井设于地质结构稳定的区域，然后，在地质结构不稳定的区域钻设与排采直井连通的水平井，在水平井与排采直井连通后钻设多分支水平井以增加煤层气的产能；同时，在水平井的水平段还通过压裂完井的方式，进一步开发水平井与排采直井之间煤层气层区域的煤层气。与现有技术中单纯的采用一种开采模式的方式相比，有效地提高了煤层气的开采效能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中所述煤层气增产方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在实际施工过程中，为了解决现有技术中，在开采区域地质结构不相同的情况下，煤层气开采效率低下的问题，本发明实施例提供了一种煤层气增产方法，如图1所示，包括步骤：

S11、在地质结构稳定的区域钻设排采直井；

在开采煤层气时，有时候会遇到如下情况：在同一开采区域，同层的煤层气储层的地质结构并不相同，有的区域地质结构相对稳定，有的区域地质结构相对不稳定。

现有技术中，一般会采用单一的开采模式，具体的，可以在结构稳定的区域采用多分支水平井的模式；但这种方式会使得结构不稳定区域的煤层气开发得不到开发，造成开采效率低下。此外，还可以在全区域采用U型井的开采模式，但是这种方式下，井眼与储煤层的接触面积较小，不能充分的开发出结构稳定区域储煤层的煤层气，因此，这种方式的开采效率也较为低下。

在本发明实施例中，为了充分的开采储煤层中的煤层气，结合了现有技术中U型井和多分支水平井两种模式，针对同一区域的不同地质结构，采用不同的完井方式，从而提高煤层气的开采效率。为此，在钻设排采直井时，首先需要进行地质分析，选择地质结构稳定的区域，这样在水平井连通排采直井后可以在结构稳定的区域继续钻设多分支水平井。

S12、在地质结构复杂的区域钻设水平井的水平段井眼连通至排采直井；

为了可以充分开采地质结构不稳定区域的煤层气，在本发明实施例中，水平井选择在地质结构不稳定的区域，这样，在水平井和排采直井间的水平井的水平段所处的地质结构不稳定的区域，可以采用适用于地质结构不稳定的开采模式，如压裂完井的方式。

在实际煤层气施工中，一般情况下，二开套管的管径为7-5/8或9-5/8英英寸，三开的井眼的直径一般为6-3/4或8-1/2英寸。三开的井眼也包括了水平井的水平段的井眼，为了防止这一段的井眼在垮塌时井眼被堵塞，本发明实施例中所采用的技术方案为在水平井的水平段井眼中下入水平段完井套管，所述水平段套管的管径可以为4-1/2英寸或5-1/2英寸。

由于在钻设水平井的时候，在其水平段会因为施工中经常出现井眼的狗腿度过大的现象，或者，为了连通需要将钻具从已钻井眼回退并调整轨迹后重新钻设井眼。这样，在水平段就会出现分岔井眼。分岔井眼的出现，将会使得下入井眼中的水平井套管很可能进入分岔井眼，从而无法到达与直井的连通处。而且，井道的狗腿度过大也会影响水平段套管的顺利下入。

为此，本发明实施例中，在钻设水平井的水平段施工过程中需要注意水平段井眼的轨迹，以将水平段井眼控制为无分支井眼且所述水平段井眼轨迹的狗腿度在10度/30米以内。

在实际施工过程中，一般会采用在距所述水平井与所述排采直井的连通点100米时起钻，下入连通工具实施与所述排采直井的连通。以使连通工具的强磁接头与直井中的测量探管可以接收到强磁信号。

此外，在本发明实施例中，在水平井与排采直井连通后，还包括继续钻井20米。这样，可以定位后续在钻设多分支水平井时的井眼轨迹，为后续的多分支水平井的钻设提供良好的井眼环境。

S13、所述水平段井眼完成后，沿二开套管下入水平段套管；

为了避免位于不稳定区域的水平井在施工过程中发生坍塌，在水平段井眼完成后，需要沿二开套管下入水平段套管。

由于下入的水平段完井套管的管径要小于二开套管，所以水平段完井套管可以沿二开套管进入水平段的井眼中。具体方式可以是使用套管串加引鞋的组合，在引鞋的引导下，水平段完井套管沿水平井的水平段井眼前进，最后直到水平井与排采直井的连通处。

在本发明实施例中，加入钻井液的工序可以是在水平段完井套管每行进80至100米的时候，实施一次。

此外，在本发明实施例中，所述钻井液还可以为含有玻璃微珠的钻井液。由于钻井液中含有玻璃微珠，从而提高了钻井液的润滑性能降低了套管下入的阻力，进而使得水平段套管的下入更加的顺利。

此外，在本发明实施例中，在下入水平井完井套管过程中，在水平井完井套管和二开套管之间泵入钻井液实现辅助循环；实施辅助循环时，采用防喷器密封所述二开套管与所述水平段套管之间的缝隙。

在水平段套管下入过程中，为了防止下入套管过程中套管前端堆积煤屑导致下入困难，还可以在水平井完井套管和二开套管内及时泵入钻井液以实现辅助循环。具体的，可以在泵入钻井液，直至排采直井井口返出钻井液后结束辅助循环。这样，通过辅助循环冲洗井眼中的杂物，使得下入套管更加的顺利。为了封闭两层套管之间的缝隙，优选的，可以采用防喷器密封所述二开套管与所述水平段套管之间的缝隙。

沿二开套管下入水平段套管，使所述水平段套管距所述水平井与所述排采直井的连通点5米。以避免水平段套管进入直井影响煤层气的排采。

S14、沿所述水平段套管下入导向钻具，经由所述水平井与所述排采直井的连通点钻设多分支水平井；

由于排采直井位于地质结构稳定的区域，所以，在下入水平段套管后，可以沿水平段套管下入导向钻具，经由水平井与所述排采直井的连通点，通过在结构稳定的区域钻设多分支水平井，从而达到了充分开采结构稳定区域煤层气的目的。

S15、在所述水平井的水平段实施压裂完井。

在排采直井实施捞砂完毕后，为了充分开采水平井与排采直井间区域的煤层气，在本发明实施例中，在水平井的水平段实施压裂完井，通过增大水平段井眼与储煤层的接触面积，提高了煤层气的溢出量，从而充分的开采了水平井与排采直井之间地质结构不稳定区域的煤层气，提高了煤层气的开采效能。

具体的，在本发明实施例中，压裂完井具体可以为采用分段压裂的方式，与此相应的，水平段套管可以为钢套管。需要说明的是，本领域技术人员应该了解，本发明实施例中，可以是使用任何材质的可以完成压裂完井的水平段套管。这并不超出本发明实施例中的保护范围。

由于水力喷射压裂的过程中，套管环空基于水力喷射压裂的特点，不会产生较大的压力波动，从而对以钻设完成的多分支水平井的影响较小，为此，在本发明实施例中，压裂完井具体也可以为水力喷射压裂的方式。

为了避免在实施压裂后，井内的压力释放会在井内产生压力波动造成多分支水平井的不稳定，在压裂结束时，还可以控制水平井和所述排采直井的井口排量。这样，通过缓慢泄压，平稳井内压力变化，进一步的保证了多分支水平井的稳定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种煤层气增产方法，其特征在于，包括：

在地质构造稳定的区域钻设排采直井；

在地质构造复杂的区域钻设水平井的水平段井眼连通至排采直井；

所述水平段井眼完成后，沿二开套管下入水平段套管；

沿所述水平段套管下入导向钻具，经由所述水平井与所述排采直井的连通点钻设多分支水平井；

在所述水平井的水平段实施压裂完井。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述压裂完井具体为采用分段压裂的方式。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述压裂完井具体为采用水力喷射压裂的方式。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述在沿二开套管下入水平段套管，还包括：

在下入所述水平段套管过程中，每下入设定距离所述水平段套管，将所述水平段套管内注满钻井液。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述在地质结构复杂的区域钻设水平井的水平段井眼连通至排采直井，具体包括：

在距所述水平井与所述排采直井的连通点100米时起钻，下入连通工具实施与所述排采直井的连通。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述在地质结构复杂的区域钻设水平井的水平段井眼连通至排采直井后，还包括，继续钻井20米。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述沿二开套管下入水平段套管，具体为：

沿二开套管下入水平段套管，使所述水平段套管距所述水平井与所述排采直井的连通点5米。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述在水平井的水平段实施压裂完井，还包括：

在压裂结束时，控制所述水平井和所述排采直井的井口排量。

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