CN104790918A - 复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法 - Google Patents

复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104790918A
CN104790918A CN201510224204.8A CN201510224204A CN104790918A CN 104790918 A CN104790918 A CN 104790918A CN 201510224204 A CN201510224204 A CN 201510224204A CN 104790918 A CN104790918 A CN 104790918A
Authority
CN
China
Prior art keywords
well
cluster
horizontal
coal bed
horizontal well
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510224204.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104790918B (zh
Inventor
周效志
桑树勋
金军
侯丁根
黄华州
敖显书
侯登才
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201510224204.8A priority Critical patent/CN104790918B/zh
Publication of CN104790918A publication Critical patent/CN104790918A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104790918B publication Critical patent/CN104790918B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/006—Production of coal-bed methane
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells
    • E21B43/305—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells comprising at least one inclined or horizontal well

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

本发明公开了一种复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法，该方法包括以下步骤：(a)施工丛式井并固井；(b)施工水平井并固井；(c)在丛式井目的煤层段依次开展射孔、压裂施工，并在井口安装压力计；(d)在水平井依次开展分段射孔、压裂施工，压裂过程中监测丛式井井口压力计变化；(e)丛式井、水平井依次缓慢放溢流至井口套压为零；(f)丛式井安装排采设备进行排水采气，水平井仅安装采气井口。本发明采用丛式井与水平井联合地面开采煤层气的方法可实现丛式井及水平井控制范围内煤储层的整体降压，显著增大目的煤层埋深变化大地区的煤层气地面开采范围，节省煤层气地面开发工程及设备投入。

Description

复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法
技术领域
本发明涉及煤层气地面开采技术领域，特别是涉及一种地面地形条件复杂、煤层倾角大区域丛式井与水平井联合煤层气地面开采的方法。
背景技术
我国煤层气资源丰富，预测埋深2000m以浅煤层气地质资源量达36.8×1012m3，与常规天然气资源量相当。煤层气规模化开发能够缓解我国常规油气能源短缺形势，降低煤矿瓦斯事故发生几率，减少煤矿生产中温室气体排放量，可产生显著的经济、环境、安全及社会效益。
以滇东黔西为代表的我国西南地区煤层气资源丰富，资源开发潜力巨大。由于西南地区地面地形条件复杂，因此施工丛式井是解决煤层气地面开发前期准备投入大、井场数量不足的主要措施。在煤层倾角较大的情况下，由于工区内煤层埋深变化大，单一采用丛式井进行煤层气地面开发不仅控制面积小，而且煤层埋深较浅处开孔丛式井施工难度大，导致煤层气地面开发成本高、经济效益差。为了全面推进我国西南地区煤层气地面开发工作，就需要解决单一采用丛式井进行煤层气地面开发所存在的高成本、低产出及施工难度大等问题。
发明内容
发明目的：为了克服复杂地形条件下单一采用丛式井进行煤层气地面开发高成本、低产出及施工难度大等问题，本发明提供了一种丛式井与水平井联合地面开采煤层气的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法，该方法包括以下步骤：
(a)在目的煤层埋深600m～800m的位置设置满足地面施工条件的丛式井井场，施工丛式井并固井；
(b)在距离丛式井井场平面距离800m～1000m，且目的煤层埋深300m～500m的位置设置水平井井场，施工至少一口水平井并固井，水平井完钻位置距丛式井入煤点的平面最短距离d控制在80m～100m；
(c)在丛式井目的煤层段依次开展射孔、压裂施工，压裂结束后关闭井口，并在井口安装压力计；
(d)在水平井依次开展分段射孔、压裂施工，压裂过程中监测丛式井井口压力计变化，以判断丛式井与水平井是否已沟通；
(e)丛式井、水平井依次缓慢放溢流至井口套压为零；
(f)丛式井安装排采设备进行排水采气，水平井仅安装采气井口。
本发明中，优选的，步骤(a)中，丛式井由一口直井和四至五口定向井组成，直井及定向井均采用二开井身结构，定向井最大井斜小于45°且造斜率小于5°/30m；直井、定向井入煤点的平面距离控制在250m～300m。
本发明中，优选的，步骤(b)中，水平井采用单分支三开井身结构。
本发明中，优选的，步骤(c)中，射孔作业采用102型射孔枪、127型射孔弹60°相位角螺旋射孔，孔密度为16弹/m，压裂施工采用生产套管环空压裂方式。
本发明中，优选的，步骤(d)中，射孔作业采用连续油管水力喷砂分簇射孔，压裂施工时，由水平井远端开始采用带底封油套环空分段压裂，在每个压裂段压裂过程中监测丛式井井口压力计变化，若发现丛式井井口压力剧烈波动，则立即停止本压裂段压裂施工并加入支撑剂；然后，带压向上拖动连续油管并进行底封后，继续开展下一压裂段的射孔、压裂施工。
有益效果：与当前复杂地形条件下单一采用丛式井进行煤层气地面开发技术相比，本发明采用丛式井与水平井联合地面开采煤层气的方法，可实现丛式井及水平井控制范围内煤储层的整体降压，显著增大目的煤层埋深变化大地区的煤层气地面开采范围，节省煤层气地面开发工程及设备投入，并获得更好的经济、环境与社会效益。
附图说明
图1为复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法示意图。
图中，1—丛式井井场；2—水平井井场；3—目的煤层；4—水平井完钻位置；5—排采设备；6—采气井口。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，本发明的复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法包括以下步骤：
(a)在目的煤层(3)埋深600m～800m的位置设置满足地面施工条件的丛式井井场(1)，施工丛式井并固井；该步骤中，丛式井由一口直井和四至五口定向井组成，直井及定向井均采用二开井身结构，定向井最大井斜小于45°且造斜率小于5°/30m，直井、定向井入煤点的平面距离控制在250m～300m，以降低丛式井施工难度，增大井控面积；丛式井具体施工步骤为：
(a1)一开钻径钻至基岩之下15m，下入外径J55钢级的表层套管并固井，固井水泥浆返至地面；
(a2)二开钻径钻至目的煤层3之下50m完钻，下入外径N80钢级的生产套管并固井，二开固井水泥浆返至目的煤层3之上200m。
(b)在距离丛式井井场1平面距离800m～1000m，且目的煤层3埋深300m～500m的位置设置水平井井场2，施工至少一口水平井并固井，水平井完钻位置4距丛式井入煤点的平面最短距离d控制在80m～100m；该步骤中，水平井采用单分支三开井身结构；水平井具体施工步骤为：
(b1)一开钻径钻至基岩之下15m，下入外径J55钢级表层套管并固井，固井水泥浆返至地面；
(b2)二开钻径钻至进入目的煤层3完钻，下入外径J55钢级技术套管并固井，固井水泥浆返至井口；
(b3)三开钻径沿目的煤层3钻进，三开完钻位置距丛式井入煤点的平面最短距离d控制在80m～100m，三开完钻后下入N80钢级生产套管并固井，固井水泥浆返至入煤点之上200m。
(c)在丛式井目的煤层段依次开展射孔、压裂施工，压裂结束后关闭井口，并在井口安装压力计，以监测后续井口压力变化情况；该步骤中，射孔作业采用102型射孔枪、127型射孔弹60°相位角螺旋射孔，孔密度为16弹/m；压裂施工采用生产套管环空压裂。
(d)在水平井依次开展分段射孔、压裂施工，压裂过程中监测丛式井井口压力计变化，以判断丛式井与水平井是否已沟通；该步骤中，射孔作业采用连续油管水力喷砂分簇射孔，压裂施工时，由水平井远端开始采用带底封油套环空分段压裂，在每个压裂段压裂过程中监测丛式井井口压力计变化，若发现丛式井井口压力剧烈波动，则立即以15％～18％的砂比加入15m3～20m3支撑剂；然后，带压向上拖动连续油管并进行底封后，继续开展下一压裂段的射孔、压裂施工；若压裂过程中未发现丛式井井口压力剧烈波动，则按原设计的泵注程序完成压裂施工。水平井分段压裂结束后，及时关闭水平井井口。
(e)丛式井、水平井依次缓慢放溢流至井口套压为零；该步骤中，丛式井首先以不超过2.5m3/h的速度缓慢放溢流至井口套压为零，然后水平井以不超过2.0m3/h的速度缓慢放溢流至井口套压为零。
(f)丛式井安装排采设备5进行排水采气，水平井仅安装采气井口6。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(a)在目的煤层(3)埋深600m～800m的位置设置满足地面施工条件的丛式井井场(1)，施工丛式井并固井；
(b)在距离丛式井井场(1)平面距离800m～1000m，且目的煤层(3)埋深300m～500m的位置设置水平井井场(2)，施工至少一口水平井并固井，水平井完钻位置(4)距丛式井入煤点的平面最短距离d控制在80m～100m；
(c)在丛式井目的煤层段依次开展射孔、压裂施工，压裂结束后关闭井口，并在井口安装压力计；
(d)在水平井依次开展分段射孔、压裂施工，压裂过程中监测丛式井井口压力计变化，以判断丛式井与水平井是否已沟通；
(e)丛式井、水平井依次缓慢放溢流至井口套压为零；
(f)丛式井安装排采设备(5)进行排水采气，水平井仅安装采气井口(6)。
2.根据权利要求1所述的一种复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法，其特征在于：步骤(a)中，丛式井由一口直井和四至五口定向井组成，直井及定向井均采用二开井身结构，定向井最大井斜小于45°且造斜率小于5°/30m；直井、定向井入煤点的平面距离控制在250m～300m。
3.根据权利要求1所述的一种复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法，其特征在于：步骤(b)中，水平井采用单分支三开井身结构。
4.根据权利要求1所述的一种复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法，其特征在于：步骤(c)中，射孔作业采用102型射孔枪、127型射孔弹60°相位角螺旋射孔，孔密度为16弹/m，压裂施工采用生产套管环空压裂方式。
5.根据权利要求1所述的一种复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法，其特征在于：步骤(d)中，射孔作业采用连续油管水力喷砂分簇射孔，压裂施工时，由水平井远端开始采用带底封油套环空分段压裂，在每个压裂段压裂过程中监测丛式井井口压力计变化，若发现丛式井井口压力剧烈波动，则立即停止本压裂段压裂施工并加入支撑剂；然后，带压向上拖动连续油管并进行底封后，继续开展下一压裂段的射孔、压裂施工。
CN201510224204.8A 2015-05-05 2015-05-05 复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法 Expired - Fee Related CN104790918B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510224204.8A CN104790918B (zh) 2015-05-05 2015-05-05 复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510224204.8A CN104790918B (zh) 2015-05-05 2015-05-05 复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104790918A true CN104790918A (zh) 2015-07-22
CN104790918B CN104790918B (zh) 2017-08-25

Family

ID=53556054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510224204.8A Expired - Fee Related CN104790918B (zh) 2015-05-05 2015-05-05 复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104790918B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109577941A (zh) * 2018-11-23 2019-04-05 北京奥瑞安能源技术开发有限公司 煤层气钻采结构
CN109899053A (zh) * 2017-12-08 2019-06-18 中国石油天然气股份有限公司 钻井井场的确定方法、装置及计算机可读存储介质
CN110397428A (zh) * 2019-08-14 2019-11-01 中国矿业大学 一种直井与u型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法
CN112302578A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 中国矿业大学 一种水平井应力释放开采构造煤煤层气的方法
CN112392472A (zh) * 2019-08-19 2021-02-23 中国石油天然气股份有限公司 确定页岩与邻近油层一体化开发方式的方法及装置
CN112593910A (zh) * 2020-12-10 2021-04-02 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种破碎低渗煤层煤层气短水平井组高效开采方法
CN115126469A (zh) * 2022-06-22 2022-09-30 中国地质大学（武汉） 一种煤层气井网部署优化的方法及计算机设备

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4487260A (en) * 1984-03-01 1984-12-11 Texaco Inc. In situ production of hydrocarbons including shale oil
RU2211322C2 (ru) * 2000-12-28 2003-08-27 Институт проблем комплексного освоения недр РАН Способ вскрытия углеводородсодержащих пластов
US20050051326A1 (en) * 2004-09-29 2005-03-10 Toothman Richard L. Method for making wells for removing fluid from a desired subterranean
RU2256079C1 (ru) * 2004-04-05 2005-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) Способ извлечения метана из угольного пласта
CN101016836A (zh) * 2001-10-30 2007-08-15 Cdx天然气有限公司 导向管束和使用该导向管束使井眼取向的方法
CN101539008A (zh) * 2009-04-14 2009-09-23 赵万福 煤层气地面立体排采方法
US20100101793A1 (en) * 2008-10-29 2010-04-29 Symington William A Electrically Conductive Methods For Heating A Subsurface Formation To Convert Organic Matter Into Hydrocarbon Fluids
CN102116167A (zh) * 2011-01-25 2011-07-06 煤炭科学研究总院西安研究院 一种煤层气地面、井下立体化抽采系统
CN102493831A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 地面压裂井下水平钻孔抽放煤层气方法
CN102817603A (zh) * 2012-08-15 2012-12-12 姚亚明 一种连通地面与地下开采煤层气的方法
CN104088618A (zh) * 2014-06-26 2014-10-08 新奥气化采煤有限公司 地下气化通道的上方地层的处理方法及地下气化建炉方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4487260A (en) * 1984-03-01 1984-12-11 Texaco Inc. In situ production of hydrocarbons including shale oil
RU2211322C2 (ru) * 2000-12-28 2003-08-27 Институт проблем комплексного освоения недр РАН Способ вскрытия углеводородсодержащих пластов
CN101016836A (zh) * 2001-10-30 2007-08-15 Cdx天然气有限公司 导向管束和使用该导向管束使井眼取向的方法
RU2256079C1 (ru) * 2004-04-05 2005-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) Способ извлечения метана из угольного пласта
US20050051326A1 (en) * 2004-09-29 2005-03-10 Toothman Richard L. Method for making wells for removing fluid from a desired subterranean
US20100101793A1 (en) * 2008-10-29 2010-04-29 Symington William A Electrically Conductive Methods For Heating A Subsurface Formation To Convert Organic Matter Into Hydrocarbon Fluids
CN101539008A (zh) * 2009-04-14 2009-09-23 赵万福 煤层气地面立体排采方法
CN102116167A (zh) * 2011-01-25 2011-07-06 煤炭科学研究总院西安研究院 一种煤层气地面、井下立体化抽采系统
CN102493831A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 地面压裂井下水平钻孔抽放煤层气方法
CN102817603A (zh) * 2012-08-15 2012-12-12 姚亚明 一种连通地面与地下开采煤层气的方法
CN104088618A (zh) * 2014-06-26 2014-10-08 新奥气化采煤有限公司 地下气化通道的上方地层的处理方法及地下气化建炉方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109899053A (zh) * 2017-12-08 2019-06-18 中国石油天然气股份有限公司 钻井井场的确定方法、装置及计算机可读存储介质
CN109577941A (zh) * 2018-11-23 2019-04-05 北京奥瑞安能源技术开发有限公司 煤层气钻采结构
CN109577941B (zh) * 2018-11-23 2022-04-29 北京奥瑞安能源技术开发有限公司 煤层气钻采方法
CN110397428A (zh) * 2019-08-14 2019-11-01 中国矿业大学 一种直井与u型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法
CN112392472A (zh) * 2019-08-19 2021-02-23 中国石油天然气股份有限公司 确定页岩与邻近油层一体化开发方式的方法及装置
CN112392472B (zh) * 2019-08-19 2022-08-02 中国石油天然气股份有限公司 确定页岩与邻近油层一体化开发方式的方法及装置
CN112302578A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 中国矿业大学 一种水平井应力释放开采构造煤煤层气的方法
CN112302578B (zh) * 2020-10-30 2021-10-26 中国矿业大学 一种水平井应力释放开采构造煤煤层气的方法
CN112593910A (zh) * 2020-12-10 2021-04-02 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种破碎低渗煤层煤层气短水平井组高效开采方法
CN115126469A (zh) * 2022-06-22 2022-09-30 中国地质大学（武汉） 一种煤层气井网部署优化的方法及计算机设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN104790918B (zh) 2017-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104790918A (zh) 复杂地形条件下丛式井与水平井联合地面开采煤层气方法
CN110397428B (zh) 一种直井与u型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法
CN102031950B (zh) 煤层顶板梳状瓦斯抽采钻孔的成孔工艺方法
CN102587980B (zh) 多夹层盐穴储气库及其建造方法
CN107916953A (zh) 基于煤层顶板水平钻孔的瓦斯抽釆系统、抽采方法及施工工艺
CN102392678A (zh) 井上下联合压裂增透抽采瓦斯的方法
CN103883304B (zh) 一种构建气化炉通道的地下煤炭气化方法
CN102817603B (zh) 一种连通地面与地下开采煤层气的方法
CN102392677A (zh) 煤层气储盖层立体缝网改造增透技术
CN106285617A (zh) 天然气水平井完井方法
CN105332676A (zh) 合层开发煤层气井上部产层暴露的排采控制方法及装置
CN107780913B (zh) 一种水平井筒穿越多层的常压页岩气体积压裂方法
CN104405283A (zh) 一种采动区地面钻l型井抽采瓦斯的工艺
CN107620581B (zh) 一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法
CN104895531A (zh) 单一厚煤层地面采动井抽采工艺
CN102518464A (zh) 一种煤矿回采工作面上隅角瓦斯抽放方法
CN104912522A (zh) 一种高应力区煤层气井合层排采装置及工艺
CN102852490A (zh) 复杂结构井抽放高瓦斯气工艺方法
CN114294046B (zh) 一种煤矿区全覆盖井上下立体抽采方法
CN103161434A (zh) 一种页岩气等低渗透油气藏开采方法
CN108843320A (zh) 煤矿坚硬顶板全工作面巷道内提前消突方法
CN110306965A (zh) 一种用于煤层气低产井区的增产方法
CN207761705U (zh) 基于煤层顶板水平钻孔的瓦斯抽采系统
CN112593910A (zh) 一种破碎低渗煤层煤层气短水平井组高效开采方法
CN114135265B (zh) 一种海上油田低渗储层低成本高效改造工艺方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170825

Termination date: 20210505