CN112593899B - 一种穿越采空区煤层气采动井抽采方法 - Google Patents

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Abstract

一种穿越采空区煤层气采动井抽采方法，属于煤与煤层气共采技术领域，目的能够实现全井段固井，保证采动井固井质量，实现穿越采空区采动井的煤层气地面抽采，通过本发明，在二开套管上相对应的在采空区以上50米处安装裸眼封隔器和反扣装置，实现对采空区封隔的目的，三开裸眼完钻后，可以进行全井段裸眼测井；三开固井可以水泥返高至地表或者采空区以上任意位置，提高固井质量；通过对套管的回收节省钻井成本。

Description

一种穿越采空区煤层气采动井抽采方法
技术领域
本发明属于煤与煤层气共采技术领域，具体涉及一种穿越采空区煤层气采动井抽采方法。
背景技术
目前，大部分矿区二叠系上组可采煤层已经采空，成为采空区，因此，各煤层气区块被迫开采石炭地层蕴含下组可采煤层的煤层气，穿越采空区井多为三开井身结构，钻井采用一种低成本快速穿越采空区钻井工艺，一开孔至基岩；二开孔至采空区底板以下22m，下入二开套管，封固二开套管底口，在二开套管与井壁间水泥固井；三开孔至下组煤层底板下方50m处完钻，下入内层套管，固井返深至采空区底板。此种固井方法缺点是：二开固井只能固结采空区以下22m，三开固井虽然能加深水泥返高，但是整体井身与地层固结只有22m，因此固井质量存在极大隐患；同时，二开固井后，三开钻井完井后，测井只能对采空区以下地层进行测井，不能对全井段进行测井。
发明内容
本发明提供一种穿越采空区煤层气采动井抽采方法，能够实现全井段固井，保证采动井固井质量，实现穿越采空区采动井的煤层气地面抽采。
本发明采用如下技术方案：
一种穿越采空区煤层气采动井抽采方法，包括如下步骤：
第一步，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；
第二步，二开D311.15的钻头开孔，钻入上层采空区以下22m后完钻，下入φ244.5的套管，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，水泥返高至上层采空区，将反扣装置及以上套管进行回收；
第三步，三开D215.9的钻头钻进，钻至生产煤层顶板后完钻，下入φ139.7的三开技术套管，水泥返高至地表进行全井估计；
第四步，为提高固井质量，进行三开二次固井，下入φ114.3的三开内层生产套管，水泥返高至地，候凝完井；
第五步，根据工作面覆岩“竖三带”高度经验公式，确定工作面裂隙带高度，对下伏煤层顶板的裂隙带进行射孔，依据“GB12719-91矿区水文地质工程地质勘探规范”，其导水裂缝带的计算公式为：H裂=（100×M）/（3.3n+3.8）+5.1，其中，H裂为裂缝带高度/m；M为采高/m；n为煤分层层数；
第六步，地面井安全抽采系统建设及安全抽采
（1）地面煤层气抽采管路管径的确定，地面煤层气抽采管的管径按单井最大混合流量35m3/min进行管路计算，计算公式如下：d=0.1457（Q/V）0.5，其中d为抽采管内径，m，Q为瓦斯管内流量，m3/min；V为瓦斯管内流速，m/s；
（2）地面煤层气抽采设备的选择，进行采动区煤层气抽采的主要设备包括：水环真空泵、泄爆器、防回火器、气水分离器、放空器、循环水箱、循环水泵、发电机、分流管路系统。
本发明的有益效果如下：
通过本发明，在二开套管上相对应的在采空区以上50米处安装裸眼封隔器和反扣装置，实现对采空区封隔的目的，三开裸眼完钻后，可以进行全井段裸眼测井；三开固井可以水泥返高至地表或者采空区以上任意位置，提高固井质量；通过对套管的回收节省钻井成本。
本发明能够实现全井段固井，保证采动井固井质量，实现穿越采空区采动井的煤层气地面抽采。
附图说明
图1为本发明的穿越采空区采动井井身结构示意图；
其中：1-表层地地质套管；2-一开固井水泥；3-三开技术套管；4-三开固井水泥；5-反扣装置；6-裸眼封隔器；7-二开技术套管；8-上层采空区；9-三开二次固井；10-三开内层生产套管；11-射孔段；12-下伏煤层。
具体实施方式
结合附图，对本发明做进一步说明。
本发明采用的技术方案是：一开完钻，下入表层地质套管，防止地表粘土坍塌。二开钻入上层采空区底板以下22m后完钻，下入二开套管，在采空区以上50米套管外安装裸眼封隔器和反扣装置，反扣装置通过反丝连接上部套管，套管下完后，通过提动管柱方式打开坐封式裸眼封隔器，固井水泥返高至采空区，待凝固后，将反扣装置及以上套管进行回收。三开钻过下部生产煤层50m后完钻，进行全井段裸眼测井，下入三开生产套管，水泥返高至地表或者采空区以上任意位置。为提高固井质量，进行三开二次固井，下入φ114.3的生产套管，水泥返高至地，候凝完井。根据工作面覆岩“竖三带”高度经验公式，确定工作面裂隙带高度，对下伏煤层顶板的裂隙带进行射孔。安装地面煤层气抽采设备进行地面负压抽采。
如图1所示，具体实施办法如下：
1）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。
2）二开D311.15的钻头开孔，钻入上层采空区以下22m后完钻，下入φ244.5的套管，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，水泥返高至上层采空区，将反扣装置及以上套管进行回收。
3）三开D215.9的钻头钻进，钻至生产煤层顶板后完钻，下入φ139.7的三开技术套管，水泥返高至地表进行全井估计。
4）为提高固井质量，进行三开二次固井，下入φ114.3的生产套管，水泥返高至地，候凝完井。
5）根据工作面覆岩“竖三带”高度经验公式，确定工作面裂隙带高度，对下伏煤层顶板的裂隙带进行射孔。依据“GB12719-91矿区水文地质工程地质勘探规范”，其导水裂缝带的计算公式为：H裂=（100×M）/（3.3n+3.8）+5.1，式中：H裂—裂缝带高度，m；M—采高，m；n—煤分层层数。
6）地面井安全抽采系统建设及安全抽采
（a）地面煤层气抽采管路管径的确定
根据采动区地面钻井抽采数据并结合以往经验，地面煤层气抽采管的管径按单井最大混合流量35m3/min进行管路计算。
管径计算按以下公式：d=0.1457(Q/V)0.5
（b）地面煤层气抽采设备的选型
进行采动区煤层气抽采的主要设备包括：水环真空泵、泄爆器、防回火器、气水分离器、放空器、循环水箱、循环水泵、发电机、分流管路系统等。

Claims (2)

1.一种穿越采空区煤层气采动井抽采方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，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；
第二步，二开D311.15的钻头开孔，钻入上层采空区以下22m后完钻，下入φ244.5的套管，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，水泥返高至上层采空区，将反扣装置及以上套管进行回收；
第三步，三开D215.9的钻头钻进，钻至生产煤层顶板后完钻，下入φ139.7的三开技术套管，水泥返高至地表进行全井估计；
第四步，为提高固井质量，进行三开二次固井，下入φ114.3的三开内层生产套管，水泥返高至地，候凝完井；
第五步，根据工作面覆岩“竖三带”高度经验公式，确定工作面裂隙带高度，对下伏煤层顶板的裂隙带进行射孔，依据“GB12719-91矿区水文地质工程地质勘探规范”，其导水裂缝带的计算公式为：H裂=（100×M）/（3.3n+3.8）+5.1，其中，H裂为裂缝带高度/m；M为采高/m；n为煤分层层数；
第六步，地面井安全抽采系统建设及安全抽采。
2.根据权利要求1所述的一种穿越采空区煤层气采动井抽采方法，其特征在于：第六步所述地面井安全抽采系统建设及安全抽采，包括如下步骤：
（1）地面煤层气抽采管路管径的确定，地面煤层气抽采管的管径按单井最大混合流量35m3/min进行管路计算，计算公式如下：d=0.1457（Q/V）0.5，其中d为抽采管内径，m，Q为瓦斯管内流量，m3/min；V为瓦斯管内流速，m/s；
（2）地面煤层气抽采设备的选择，进行采动区煤层气抽采的主要设备包括：水环真空泵、泄爆器、防回火器、气水分离器、放空器、循环水箱、循环水泵、发电机、分流管路系统。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114233368B (zh) * 2021-12-28 2023-10-13 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 一种治理上覆采空区有害气体下泄的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1160344A (en) * 1967-07-27 1969-08-06 Texaco Development Corp Well Cementing Method.
CN107620581A (zh) * 2017-07-31 2018-01-23 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法
CN110107351A (zh) * 2019-04-29 2019-08-09 中国煤炭地质总局勘查研究总院 一种矿井水转移存储的方法
CN110714737A (zh) * 2019-11-09 2020-01-21 中为(上海)能源技术有限公司 用于煤炭地下气化工艺的固井系统和方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO335153B1 (no) * 2011-02-03 2014-10-06 Tco As Verktøy og fremgangsmåte for avstenging av en brønn
CN109519149A (zh) * 2018-09-28 2019-03-26 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种煤层气穿越采空区井全井固井方法
CN111946307A (zh) * 2020-07-29 2020-11-17 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种采空区与下伏煤储层煤层气分层控压联合抽采方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1160344A (en) * 1967-07-27 1969-08-06 Texaco Development Corp Well Cementing Method.
CN107620581A (zh) * 2017-07-31 2018-01-23 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一井两用煤矿井筒检查孔的施工方法
CN110107351A (zh) * 2019-04-29 2019-08-09 中国煤炭地质总局勘查研究总院 一种矿井水转移存储的方法
CN110714737A (zh) * 2019-11-09 2020-01-21 中为(上海)能源技术有限公司 用于煤炭地下气化工艺的固井系统和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
二次固井工艺技术优化研究与应用;陈伟等;《新疆石油天然气》;20180915;第14卷(第3期);第47-52+3-4页 *

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