CN115614006A - 一种分层卸压联合多层合采的煤系气开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分层卸压联合多层合采的煤系气开采方法，所述方法为：S1：针对目标区域中埋深最大的储层进行钻井和水力割缝作业，最后进行排水降压直至连续产气；S2：在埋深最大至最小的方向上，依次判断每一个储层与其相邻的已进行水力割缝的储层钻孔的距离是否大于相邻的已进行水力割缝的储层的影响半径，若是，则对对应的储层进行钻井和水力割缝作业，最后进行排水降压直至连续产气；否则该储层只进行钻井作业；S3：通过地面安装的采气设备，对目标区域的所有储层进行多层共采。本发明避免相邻两个均卸压的储层的间距太近导致能量高的流体抑制或屏蔽流体能量低的流体流向井筒，从而引发的气体倒灌现象，避免层间干扰。

Description

一种分层卸压联合多层合采的煤系气开采方法

技术领域

本发明涉及石油与天然气工程技术领域，具体涉及煤系气开采技术。

背景技术

煤系气泛指赋存在煤系储存体中的各类天然气，以非常规天然气为主，如煤层气、煤系页岩气和煤系砂岩气等。煤系气资源量丰富，但是煤系气成藏地质条件的特殊性，导致了煤系气勘探开发效果不佳，资源动用率低。尤其是煤系地层多类型储层共存、储层条件差异大、地质条件复杂以及多相态气共生共存，造成煤系气合采难度大。

水力压裂是煤系气合采的常用手段，但水力压裂可能导致各储层属性差异拉大，从而抑制煤系气储层整体产气潜力的充分释放，以及造成煤层与射孔直接接触带来的储层伤害。

常规合采过程中，常发现流体能量高的流体抑制或屏蔽流体能量低的流体流向井筒，易发生气体倒灌现象，不利于煤系气合采，导致储层的采收率和产能贡献率低。

此外，煤系气储层埋深大，地应力高，渗透率相比浅部储层更低，导致合采过程中储层压降传递速率低，有效解吸范围小，极大限制煤系气井产量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分层卸压联合多层合采的煤系气开采方法，以解决现有的煤系气开采技术易发生气体倒灌，不利于煤系气合采的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种分层卸压联合多层合采的煤系气开采方法，所述方法为：

S1：针对目标区域中埋深最大的储层进行钻井和水力割缝作业，最后进行排水降压直至连续产气；

S2：在埋深最大至最小的方向上，依次判断每一个储层与其相邻的已进行水力割缝的储层钻孔的距离是否大于相邻的已进行水力割缝的储层的影响半径，若是，则对对应的储层进行钻井和水力割缝作业，最后进行排水降压直至连续产气；否则该储层只进行钻井作业；

S3：通过地面安装的采气设备，对目标区域的所有储层进行多层共采；

所述钻井作业为钻定向井，定向井的部分井筒进入对应的储层。

根据上述技术手段，通过与卸压储层之间的距离与预设影响半径对比的方式确定是否需要对储层进行卸压，从而避免相邻两个均卸压的储层的间距太近导致能量高的流体抑制或屏蔽流体能量低的流体流向井筒，从而引发的气体倒灌现象，避免层间干扰；同时最大限度的增加了井筒与储层的接触面积，提高储层压降传递效率，增大有效解吸范围，从而增加各产层的采收率以及气井产量。

进一步，所述定向井为多分支井。

进一步，所述水力割缝的方法为：将水射流器置于对应储层的目标点位，然后利用高压水射流对井壁和近井地带进行切割作业，使其形成盘状缝槽，调整水射流器到另一个目标点位继续进行水力切割。

进一步，当所述定向井的数量大于等于2个时，所有定向井组合为丛式井。

进一步，所述定向井为多分支水平井。

进一步，所述高压水射流装备至少包括高压密封钻杆、高压密封输水器和多功能割缝装置。

进一步，所述定向井为L型井。

本发明的有益效果：

本发明通过与卸压储层之间的距离与预设影响半径对比的方式确定是否需要对储层进行卸压，从而避免相邻两个均卸压的储层的间距太近导致能量高的流体抑制或屏蔽流体能量低的流体流向井筒，从而引发的气体倒灌现象，避免层间干扰；

本发明通过高压水射流措施，对各煤系气储层进行卸压，使得各储层流体能量相近，避免了层间干扰和储层伤害，同时各煤系气储层均开始产气，提高了储层的产量和采收率；

本发明形成裂缝网络，高压水射流形成多道缝槽，增加了人工裂缝与天然裂缝的连通性，在持续的切割作用下，裂缝逐渐扩展延伸，形成网格化导流通道，强化了储层的运移能力；

本发明形成卸压空间，缝槽周围煤体在地应力作用下位移变形，使得地应力充分释放，储层压力进一步降低；

本发明促进煤层解吸，裂缝开度的增加，煤基质内甲烷扩散的距离变短，强化了气体解析和扩散的速率。

附图说明

图1为分层卸压联合多层合采的煤系气开采方式示意图；

图2为分层卸压联合多层合采的煤系气储层压力关系图。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例提出了一种分层卸压联合多层合采的煤系气开采方法，方法具体为：

S1：针对目标区域中埋深最大的储层进行钻井和水力割缝作业，最后进行排水降压直至连续产气；

S2：在埋深最大至最小的方向上，依次判断每一个储层与其相邻的已进行水力割缝的储层钻孔的距离是否大于预设影响半径，若是，对应的储层进行钻井和水力割缝作业，最后进行排水降压直至连续产气；否则该储层只进行钻井作业；

S3：在地面安装采气设备，对目标区域的所有储层进行多层共采；

所述钻井作业为钻定向井，定向井的部分井筒进入对应的储层。

例如，如图1所示，首先在目标区域的地面上钻取定向井，然后定向井的采气部分位于储层1的内部，然后将水射流器置于对应储层的目标点位，然后利用高压水射流对井壁和近井地带进行切割作业，使其形成盘状缝槽，调整水射流器到另一个目标点位继续进行水力切割。通过上述方式(水力割缝)对储层1进行卸压，然后在地面井安装排水设备，对卸压储层进行排水降压，直至连续产气。高压水射流装备至少包括高压密封钻杆、高压密封输水器和多功能割缝装置。

然后根据图2所示，判断储层2与储层1钻孔的间距h是否大于影响半径R，若是，则对储层2进行定向钻井，定向井的稳斜段位于储层2的内部，然后进行水力割缝，形成盘状缝槽；若不大于，则储层2只进行定向钻井作业。

高压水射流割缝技术集钻进、切割工艺一体化，利用高压水射流技术作用于钻孔周围，应力重新分布，钻孔附近产生弹塑性变形，从而产生裂隙通道并增加透气性，影响半径计算如下：

其中r为钻孔半径，m；γ为上覆岩层的平均密度，kN/m3；H为开槽钻孔离地面的深度，m；C为煤体的黏聚力，N；

为煤体的内摩擦角，°。

当储层2进行定向钻井并水力割缝后，判断储层3与储层2钻孔的间距是否大于影响半径R，若储层2未进行水力割缝，则判断储层3与储层1钻孔的间距是否大于影响半径R。

根据上述方法，依次判断储层1-储层n是否需要水力割缝。

每个储层进行水力割缝后，均需在地面井安装排水设备，对卸压储层进行排水降压，直至连续产气。本实施例中对所有煤系气储层进行卸压。按埋深从大到小的顺序对储层进行高压水射流切割卸压，依次是储层1、储层2、储层3乃至储层n。储层压力大小依次P1、P2、P3乃至Pn。

其中定向井的轨迹以及煤储层当中水射流点位，水力缝槽的参数根据具体的地质构造、储层物性、地应力状态以及工程技术条件进行设计。在完成所有符合条件的储层的定向钻井和水力割缝后，在地面安装采气设备，对目标区域的所有储层进行多层共采。

在本实施例中，定向井采用多分支水平井，即首先在地面钻井眼，然后钻取水平井，使得该水平井的水平段进入储层1，在连续产气后，根据上述方式判定需要水力割缝的储层，再在水平井的直井段的对应位置开窗，然后进行分支井钻进作业。多分支水平井的优点在于只有一个地面井口，可以方便地面作业。

同时，本实施例中也可以采用丛式井的方式进行开采，即每个需要水力割缝的储层均对应一个定向井，定向井可以为斜井、L型井等，定向井之间的间距为3-5米，定向井的数量大于等于两个，丛式井大大减少钻井成本，并能满足油田的整体开发要求。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分层卸压联合多层合采的煤系气开采方法，其特征在于：所述方法为：

S1：针对目标区域中埋深最大的储层进行钻井和水力割缝作业，最后进行排水降压直至连续产气；

S2：在埋深最大至最小的方向上，依次判断每一个储层与其相邻的已进行水力割缝的储层钻孔的距离是否大于相邻的已进行水力割缝的储层的影响半径，若是，则对对应的储层进行钻井和水力割缝作业，最后进行排水降压直至连续产气；否则该储层只进行钻井作业；

S3：通过地面安装的采气设备，对目标区域的所有储层进行多层共采；

所述钻井作业为钻定向井，定向井的部分井筒进入对应的储层。

2.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于：所述定向井为多分支井。

3.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于：所述水力割缝的方法为：将水射流器置于对应储层的目标点位，然后利用高压水射流对井壁和近井地带进行切割作业，使其形成盘状缝槽，调整水射流器到另一个目标点位继续进行水力切割。

4.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于：当所述定向井的数量大于等于2个时，所有定向井组合为丛式井。

5.根据权利要求2所述的开采方法，其特征在于：所述定向井为多分支水平井。

6.根据权利要求3所述的开采方法，其特征在于：所述高压水射流装备至少包括高压密封钻杆、高压密封输水器和多功能割缝装置。

7.根据权利要求1所述的开采方法，其特征在于：所述定向井为L型井。

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