CN111946307A - 一种采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法 - Google Patents

一种采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法 Download PDF

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Abstract

一种采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法,属于矿井瓦斯处理和煤层气开采领域,目的在于利用一口煤层气井同时抽采上覆煤系气储层或采空区煤层气和下伏煤储层煤层气,通过对过采空区井井身结构改造,在对下伏煤储层进行射孔压裂完成后,对上覆采空区井段射孔,利用双层管柱结构和潜油隔膜泵对采空区和下伏煤层的煤层气同时抽采。采空区的煤层气进入表套和双层油管的环空通道,在地面进行负压抽采;下伏煤储层的气水混合物进入双层油管的环空进行气液分离,分离后的煤层气通过环空到达地面后进入集输管线,利用潜油隔膜泵对下伏煤储层的产出水进行抽采。本发明利用一口井同时抽采上覆非煤储层和下伏煤储层的煤层气。

Description

一种采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法
技术领域
本发明属于矿井瓦斯处理和煤层气开采技术领域,具体涉及一种当上覆储层为采空区,下伏储层为常规煤储层时,采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法。
背景技术
我国高瓦斯突出矿井约占煤矿总数的55%,煤层气的高效抽采能有效降低煤矿瓦斯事故,因此,煤与煤层气共采技术是我国煤矿瓦斯防治和煤层气产业化发展的必然需求。
随着煤矿的开采,大部分矿井上部煤层已经成为采空区,利用一口井同时抽采上覆采空区和下伏煤储层的煤层气,节省煤层气开发成本,实现煤层气的高效抽采。
因此,利用一口井同时抽采上覆非煤储层和下伏煤储层的煤层气,实现两个储层的分层控压智能化联合抽采具有非常重要的推广意义。
发明内容
本发明提供一种采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法,目的在于利用一口煤层气井同时抽采上覆煤系气储层或采空区煤层气和下伏煤储层煤层气。
本发明采用如下技术方案:
一种采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法,包括如下步骤:
第一步,钻井、固井、压裂:
上覆储层为采空区,井身结构及固井方法,一开D425的钻头开孔,钻入基岩10m完钻,下入φ377的表层地质套管,防止地表粘土坍塌,二开D311.15的钻头钻进,钻入上层采空区煤层22m后完钻,通过钻井数据确定采空区以上50米的深度数据,避开采空区顶板的垮落带和裂隙带,在相应的采空区以上50米套管外安装裸眼封隔器和反扣装置,下入φ244.5的套管,水泥返高至上层采空区,将反扣装置及以上套管进行回收,三开D215.9的钻头钻进,钻过下部生产煤层50m后完钻,下入φ139.7的三开生产套管,水泥返高至地表或者采空区以上任意位置,候凝完井,在对下伏煤储层进行射孔压裂完成后,对上覆采空区井段进行射孔,打开采空区目的层段;
第二步,排采管柱及排采方法:
利用双层管柱结构和潜油隔膜泵对非煤储层和下伏煤层的煤层气同时抽采,井口采油树采用分层排采井口装置,上覆采空区的煤层气进入表套和双层油管的环空通道,在地面进行负压抽采,采用螺杆/漩涡增压机组作为采空井主要抽采设备;下伏煤储层的气水混合物进入双层油管的环空进行气液分离,分离后的煤层气通过环空到达地面后进入集输管线,同时利用潜油隔膜泵对下伏煤储层的产出水进行抽采,在地面利用智能化排采设备调整排采参数进行排水。
本发明的有益效果如下:
本发明利用一口井同时抽采上覆非煤储层和下伏煤储层的煤层气,实现两个储层的分层控压智能化联合抽采。
通过利用一口煤层气井同时抽采上覆采空区煤层和下伏煤储层煤层气,达到一井两用的效果,减少地面占地和节省煤层气开发成本。
附图说明
图1为本发明的采空区与下伏煤储层煤层气联合抽采井身结构图;
图2为本发明的采空区与下伏煤层气分层控压联合排采管柱结构示意图;
其中:1-表层套管;2-三开生产套管;3-反扣装置;4-封隔器;5-二开套管;6-采空区;7-采空区射孔段;8-下伏煤层;9-下伏煤层射孔段;10-生产套管;11-双层套管;12-动液面层;13-电缆;14-潜油隔膜泵;15-连接器;16-采空区煤层气气流方向;17-煤储层生产水流向。
具体实施方式
一种采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法,包括如下步骤:
第一步,钻井、固井、压裂:
上覆储层为采空区,井身结构及固井方法,一开D425的钻头开孔,钻入基岩10m完钻,下入φ377的表层地质套管,防止地表粘土坍塌,二开D311.15的钻头钻进,钻入上层采空区煤层22m后完钻,通过钻井数据确定采空区以上50米的深度数据,避开采空区顶板的垮落带和裂隙带,在相应的采空区以上50米套管外安装裸眼封隔器和反扣装置,下入φ244.5的套管,水泥返高至上层采空区,将反扣装置及以上套管进行回收,三开D215.9的钻头钻进,钻过下部生产煤层50m后完钻,下入φ139.7的三开生产套管,水泥返高至地表或者采空区以上任意位置,候凝完井,在对下伏煤储层进行射孔压裂完成后,对上覆采空区井段进行射孔,打开采空区目的层段;
第二步,排采管柱及排采方法:
利用双层管柱结构和潜油隔膜泵对非煤储层和下伏煤层的煤层气同时抽采,井口采油树采用分层排采井口装置,上覆采空区的煤层气进入表套和双层油管的环空通道,在地面进行负压抽采,采用螺杆/漩涡增压机组作为采空井主要抽采设备;下伏煤储层的气水混合物进入双层油管的环空进行气液分离,分离后的煤层气通过环空到达地面后进入集输管线,同时利用潜油隔膜泵对下伏煤储层的产出水进行抽采,在地面利用智能化排采设备调整排采参数进行排水。
以采空区与下伏煤层煤层气合采为例:通过对过采空区井井身结构改造(见专利CN201811135498.7:一种煤层气穿越采空区井全井固井方法),实现过采空区井的全井固井,提高固井质量,在对下伏煤储层进行射孔压裂完成后,对上覆采空区井段进行射孔,打开采空区目的层段,利用双层管柱结构和潜油隔膜泵对采空区和下伏煤层的煤层气同时抽采。采空区的煤层气进入表套和双层油管的环空通道,在地面进行负压抽采;下伏煤储层的气水混合物进入双层油管的环空进行气液分离,分离后的煤层气通过环空到达地面后进入集输管线,利用潜油隔膜泵(授权公告号CN 205876673 U)对下伏煤储层的产出水进行抽采,在地面利用智能化排采设备调整排采参数进行排水。
如果上覆非煤储层为砂岩气或页岩气,利用常规二开的煤层气井井身结构进行抽采,抽采管柱结构同上。

Claims (1)

1.一种采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法,其特征在于:包括如下步骤:
第一步,钻井、固井、压裂:
上覆储层为采空区,井身结构及固井方法,一开D425的钻头开孔,钻入基岩10m完钻,下入φ377的表层地质套管,防止地表粘土坍塌,二开D311.15的钻头钻进,钻入上层采空区煤层22m后完钻,通过钻井数据确定采空区以上50米的深度数据,避开采空区顶板的垮落带和裂隙带,在相应的采空区以上50米套管外安装裸眼封隔器和反扣装置,下入φ244.5的套管,水泥返高至上层采空区,将反扣装置及以上套管进行回收,三开D215.9的钻头钻进,钻过下部生产煤层50m后完钻,下入φ139.7的三开生产套管,水泥返高至地表或者采空区以上任意位置,候凝完井,在对下伏煤储层进行射孔压裂完成后,对上覆采空区井段进行射孔,打开采空区目的层段;
第二步,排采管柱及排采方法:
利用双层管柱结构和潜油隔膜泵对非煤储层和下伏煤层的煤层气同时抽采,井口采油树采用分层排采井口装置,上覆采空区的煤层气进入表套和双层油管的环空通道,在地面进行负压抽采,采用螺杆/漩涡增压机组作为采空井主要抽采设备;下伏煤储层的气水混合物进入双层油管的环空进行气液分离,分离后的煤层气通过环空到达地面后进入集输管线,同时利用潜油隔膜泵对下伏煤储层的产出水进行抽采,在地面利用智能化排采设备调整排采参数进行排水。
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