CN111155952B - 一种采空区废弃煤层气井再利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤层气地面抽采技术领域，具体涉及一种采空区废弃煤层气井再利用方法。解决采空区废弃煤层气井再利用的技术问题，提供了一种采空区废弃煤层气井再利用方法。将位于掘进面或者回采面内的煤层气井的生产套管部分切割处理，采用窥视仪器查看采空区废弃井一开孔和采空区废弃井二开孔中的套管变形情况，然后采用套管磨铣加以整形，采用钻头常规钻进至下伏煤层底板以下50m完钻形成新采气三开孔，再下入生产套管，并通过悬挂器固定于采空区废弃井二开孔内，射孔，压裂，下泵排采。应用本发明的技术方案，可实现利用煤矿采空区地面废弃井，高效抽采采空区下伏煤层气，保障煤矿安全高效开采同时，实现煤层气开发过程中的降本增效。
Description
技术领域
本发明属于煤层气地面抽采技术领域，具体涉及一种采空区废弃煤层气井再利用方法。
背景技术
在高瓦斯矿，煤炭开采安全隐患极大。因此要求先进行瓦斯抽放，使其浓度降到安全水平再进行开采。瓦斯抽放的一个主要手段就是在地面设置煤层气预抽井，煤层气井深入到煤层中，直接从地面抽放瓦斯。这种抽放方式效率高，还能将收集到的瓦斯气体汇集起来做优质燃料使用。传统的多层煤炭开采方法是“先厚后薄、自上而下”的下行开采程序，而由于采煤过程中，采空区的形成。采空区上方地质结构发生变化，使得原有地面预抽井有相当一部分变形报废。一般根据煤矿区煤层气开发经验，位于掘进面或者回采面内的煤层气井对生产套管主要采用直接切割的方式进行处理；处理后的煤层气井作为采空井使用，或者直接封孔废弃。
随着原有煤层气井的废弃，采空区下伏煤层含有的瓦斯没有的到有效抽采，根据瓦斯赋存规律，随着埋深的增加煤层瓦斯含量增大，为降低采空区下伏煤层瓦斯含量，保障下组煤层安全高效开采，国内已经成功实现了过采空区抽采下伏煤层瓦斯地面预抽钻井技术，取得了较好的预抽效果。例如CN 109057795 A公开的过采空区煤层气地面钻井方法。过采空区钻井主要缺陷在于成本较高，如何实现降本增效，高效率开发采空区下伏煤层气值得研究，特别是改造利用采空区废弃井来抽采下伏煤层瓦斯值得进一步研究开发。
发明内容
本发明为了解决采空区废弃煤层气井再利用的技术问题，提供了一种采空区废弃煤层气井再利用方法。
实现本发明的技术方案是，一种采空区废弃煤层气井再利用方法，将位于掘进面或者回采面内的煤层气井的生产套管部分切割处理，采用窥视仪器查看采空区废弃井一开孔和采空区废弃井二开孔中的套管变形情况，然后采用套管磨铣加以整形，在整形磨铣过程中注入钻井液，防止形成干磨，整形磨铣后保证套管变形部分能顺利通过通径规118×500mm，采用φ118mm钻头常规钻进至下伏煤层底板以下50m完钻形成新采气三开孔，整个施工过程采用氮气作为介质循环钻井，再下入外径φ101.6mm、壁厚7.8mm生产套管，并通过悬挂器固定于采空区废弃井二开孔内，悬挂器位于采空区顶板60m以上，新采气井固井水泥浆返深至采空区底板，固井结束侯凝48h后，进行声幅测井，最后采用SYD-73枪弹，磁定位校正深度对下伏煤层进行射孔，要求孔密16孔/m，相位60°，成孔后采用常规水力压裂对下伏煤层进行压裂，在此基础上进行下泵排采作业。
应用本发明的技术方案，可实现利用煤矿采空区地面废弃井，高效抽采采空区下伏煤层气，保障煤矿安全高效开采同时，实现煤层气开发过程中的降本增效。
附图说明
图1为本发明所述的采空区废弃煤层气井结构示意图
图中：1-采空区废弃井一开孔、2-采空区废弃井二开孔、3-悬挂器、4-生产套管、5-采空区、6-固井水泥浆、7-下伏煤层、8-新采气三开孔。
具体实施方式
在煤层被开采后形成采空区，在采空区上方的预抽放煤气井初期考虑改造成采空区井使用，即地面用负压抽采以此来降低采空区中的甲烷浓度，后期随着抽采时间延长，采空区瓦斯浓度降低较快，为保证该井的充分利用，需要进一步改造。
采空区废弃井的结构包括采空区废弃井一开孔1，井眼直径311.15mm，套管直径244.8mm，水泥返高至地面；采空区废弃井二开孔2，井眼直径215.9mm，套管直径139.7mm，水泥返高至采空区顶板200m。
采空区废弃煤层气井再利用方法，具体步骤如下：
（1）首先将位于掘进面或者回采面内的煤层气井的生产套管部分切割处理，再采用窥视仪器查看采空区废弃井一开孔1和采空区废弃井二开孔2中的套管变形情况，如无变形或变形微小（套管通径规118×500mm能顺利通过），则采用下步工序；如果出现部分变形，考虑采用采用套管磨铣加整形，在整形磨铣过程中注入足够量的钻井液，防止形成干磨，整形磨铣后保证套管变形部分能顺利通过通径规118×500mm。
（2）采用φ118mm钻头常规钻进至下伏煤层7底板以下50m完钻形成新采气三开孔8，整个施工过程采用氮气作为介质循环钻井，下入外径φ101.6mm、壁厚7.8mm生产套管4和悬挂器3，通过悬挂器3固定于采空区废弃井二开孔2内，悬挂器3位于采空区5顶板60m以上，固井水泥浆6返深至采空区5底板，固井结束侯凝48h后，进行声幅测井。
（3）采用SYD-73枪弹，磁定位校正深度对下伏煤层7的生产套管8部分进行射孔，要求孔密16孔/m，相位60°，再采用常规水力压裂对下伏煤层7进行压裂，在此基础上进行下泵排采作业。
下泵排采作业中抽油管选择Φ60.3mm 平式J55油管，壁厚5mm，内径50.3mm，接箍最大外径为73mm，底部接抽油泵型号为CYB-44TL4.5-1.5管式泵，下泵完成后对下伏煤层7进行正常排采。
Claims (4)
1.一种采空区废弃煤层气井再利用方法，其特征是将位于掘进面或者回采面内的煤层气井的生产套管部分切割处理，采用窥视仪器查看采空区废弃井一开孔和采空区废弃井二开孔中的套管变形情况，然后采用套管磨铣加以整形，在整形磨铣过程中注入钻井液，防止形成干磨，整形磨铣后保证套管变形部分能顺利通过通径规118×500mm，采用φ118mm钻头常规钻进至下伏煤层底板以下50m完钻形成新采气三开孔，然后下入生产套管，并通过悬挂器固定于采空区废弃井二开孔内，悬挂器位于采空区顶板60m以上，新采气井固井水泥浆返深至采空区底板，固井结束侯凝48h后，进行声幅测井，最后采用SYD-73枪弹，磁定位校正深度对下伏煤层进行射孔，成孔后采用常规水力压裂对下伏煤层进行压裂，在此基础上进行下泵排采作业。
2.根据权利要求1所述的采空区废弃煤层气井再利用方法，其特征是下泵排采作业中抽油管选择Φ60.3mm 平式J55油管，壁厚5mm，内径50.3mm，接箍最大外径为73mm，底部接抽油泵型号为CYB-44TL4.5-1.5管式泵，下泵完成后对下伏煤层进行正常排采。
3.根据权利要求1所述的采空区废弃煤层气井再利用方法，其特征是射孔要求孔密16孔/m，相位60°。
4.根据权利要求1所述的采空区废弃煤层气井再利用方法，其特征是整个新采气三开孔施工过程采用氮气作为介质循环钻井，再下入外径φ101.6mm、壁厚7.8mm生产套管。
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