CN206860155U - 一种煤系气u型井钻进及压裂结构 - Google Patents

一种煤系气u型井钻进及压裂结构 Download PDF

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本实用新型提供了一种煤系气U型井钻进及压裂结构,包括水平井直井段、水平井水平段、压裂裂缝、直井和完井洞穴、致密砂岩气层、页岩气层和煤层气层;所述结构分为目标储层和非目标储层两层;所述水平井直井段和直井垂直于地层,穿过目标储层。本实用新型在地质构造稳定的非目标储层进行造斜和水平段钻进,避免了煤系气目标储层钻进时井眼垮塌、掉块和井漏等风险,在U型井眼结构中,水平段跟端高于趾端,在低处与直井洞穴连通,便于煤系产出水在重力的作用下流到直井井底,实现排水采气同时进行,极大地提高排水效率,避免了水平井水平段积液造成的产能下降。

Description

一种煤系气U型井钻进及压裂结构
技术领域
本实用新型涉及煤系气开采领域,特别涉及一种煤系气U型井钻进及压裂结构。
背景技术
由于钻井、压裂等工程技术的进步,煤系气作为非常规天然气已经展现出巨大的开发价值与潜力。但是煤系气中煤层厚度变化大、层数多,层间发育的页岩气、致密气与煤层气具有连续成藏、区内共存的特点,达不到机械分层压裂条件,难以单独开采,而且煤系气单独开发的经济效益并不明显。“十三五”提出将煤层气与页岩气、致密砂岩气组合开采。煤系气的开发有利于加强国家能源安全保障、优化国家能源结构,有助于减少煤矿瓦斯安全事故、降低温室气体的排放量,有益于经济效益和社会效益。
目前国内外煤系气共采的相关研究和现场试验很少,一般单独针对煤系气中的某种非常规气进行钻探开发,或者针对煤系气中的煤层气、页岩气、致密气进行直井分层压裂、分隔合采,不适合煤系气多层组合开发,局限性比较大。以往的技术方案往往针对煤系气目标层进行分层钻进,钻探难度大、投资大,存在开发储层单一、单井开发的储层较少或者单井合采难度大的问题,生产和经济效益不高,在煤系气综合开发方法上还存在很大空白。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种煤系气U型井钻进及压裂结构,该煤系气U型井钻进及压裂结构采用非目标储层水平井钻进,通过水平井水平段分段压裂沟通煤系气目标储层,实现煤系气的开采。该方案避免了煤系气目标储层钻进的井道坍塌、污染问题,解决了煤系气钻探施工难度大、目标层位单一,以及煤系气多层合采问题。
本实用新型通过以下技术方案得以实现。
本实用新型提供的一种煤系气U型井钻进及压裂结构,包括水平井直井段、水平井水平段、压裂裂缝、直井、致密砂岩气层、页岩气层、煤层气层二号、煤层气层一号和直井完井洞穴,所述结构分为目标储层和非目标储层两层;所述水平井直井段和直井垂直于地层设置,且穿过致密砂岩气层、页岩气层;所述直井底部进行直井完井洞穴设置;所述水平井水平段倾斜设置,水平井水平段的一端与洞穴相连,水平井水平段的另一端与水平井直井段圆角设置;所述压裂裂缝分段、垂直设于水平井水平段,且穿过所有目标储层。
所述致密砂岩气层、页岩气层、煤层气层二号、煤层气层一号为目标储层。
所述水平井水平段的跟端高于趾端。
所述水平井水平段、直井完井洞穴位于非存储层。
所述水平井直井段、水平井水平段、直井、直井完井洞穴形成U型井。
所述压裂裂缝穿过非目标储层。
所述水平井水平段的跟端连接水平井直井段,水平井水平段的趾端连接直井完井洞穴。
所述水平井水平段位于非目标层,位置为如下几种情况中的一种:
水平井水平段位于页岩气层下,煤层气层一号上;
水平井水平段位于致密砂岩气层下,煤层气层一号上;
水平井水平段位于煤层气层一号下,煤层气层二号上。
本实用新型的有益效果在于:
(1)在地质构造稳定的非目标存储层采用造斜以及水平段的结构,如砂岩、灰岩等,避免了煤系气目标储层钻进时井眼垮塌、掉块和井漏等风险。
(2)避免了钻井液长时间浸泡煤系气层,尤其是煤层气层和页岩气层,有效降低了钻井液中的固相颗粒和钻屑对煤系气储层的伤害。
(3)该U型井钻进及压裂结构中,水平井水平段的跟端高于趾端,在低处与直井洞穴连通,便于煤系产出水在重力的作用下流到直井井底,实现排水采气同时进行,极大地提高排水效率,避免了水平井水平段积液造成的产能下降。
(4)该方案通过U型井水平段的裂缝沟通大范围的煤系气储层,增加了开采波及面积和泄气面积,实现了煤系气多层合采,提高了煤系气的利用率,减少了区域钻井数量,减少了钻井总成本,大幅增加了单井产量、采出程度和经济效益。
(5)通过水平井水平段的多级压裂,沟通大范围的煤系气目标储层,即致密砂岩气层、页岩气层和煤层气层,可以进行煤系气的综合开采。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图;
图2是本实用新型实施例二的结构示意图;
图3是本实用新型实施例三的结构示意图。
具体实施方式
下面进一步描述本实用新型的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2和图3所示,一种煤系气U型井钻进及压裂结构,包括水平井直井段1、水平井水平段2、压裂裂缝3、直井4、致密砂岩气层5、页岩气层6、煤层气层二号7、煤层气层一号8和直井完井洞穴9,所述结构分为目标储层和非目标储层两层;所述水平井直井段1和直井4垂直于地层设置,且穿过致密砂岩气层5、页岩气层6;所述直井4底部进行直井完井洞穴9设置;所述水平井水平段2倾斜设置,使其的跟端高于趾端,水平井水平段2的一端与洞穴9相连,水平井水平段2的另一端与水平井直井段1圆角设置;所述压裂裂缝3分段、垂直设于水平井水平段2,且穿过所有目标储层,即致密砂岩气层5、页岩气层6、煤层气层二号7、煤层气层一号8;所述水平井水平段2位于非目标层,置于页岩气层6下,煤层气层一号8上或置于致密砂岩气层5下,煤层气层一号8上或置于煤层气层一号8下,煤层气层二号7上;所述水平井水平段2、直井完井洞穴9位于非存储层;所述水平井直井段1、水平井水平段2、直井4、直井完井洞穴9形成U型井;所述压裂裂缝3穿过非目标储层,大范围的沟通了煤系气目标储层;所述水平井水平段2的跟端连接水平井直井段1,水平井水平段2的趾端连接直井完井洞穴9。
实施例1
如图1所示,一种煤系气U型井钻进及压裂结构的具体实施方法为:
①钻U型井中的直井4并完成直井完井洞穴9:穿过目标储层,钻进U型井中的直井4,在直井4的井筒底部进行直井完井洞穴9完井,直井完井洞穴9位于非目标储层;所述目标储层为致密砂岩气层5、页岩气层6、煤层气层二号7和煤层气层一号8。
②钻水平井直井段1:穿过目标储层,钻进水平井直井段1。
③钻水平井水平段2:在选定的非目标储层进行造斜并钻进水平井水平段2,钻进时使水平井水平段2倾斜,让跟端高于趾端,跟端连接水平井直井段1,趾端连接直井完井洞穴9,形成U型井;所述水平井水平段2位于非目标层,置于页岩气层6下,煤层气层一号8上,并对水平井水平段2进行套管完井,然后进行分段压裂。
④水平井射孔压裂沟通煤系气多层目标层:对水平井水平段2的设定部位进行桥塞射孔联作分段压裂,形成压裂裂缝3,沟通目标储层;所述桥塞射孔联作分段压裂对井筒桥塞封隔后,用连续油管带磨鞋一次性钻除桥塞,并进行压裂液返排,进行逐段射孔、逐段压裂。
实施例2
如图2所示,一种煤系气U型井钻进及压裂结构的具体实施方法为:
①钻U型井中的直井4并完成直井完井洞穴9:穿过目标储层,钻进U型井中的直井4,在直井4的井筒底部进行直井完井洞穴9完井,直井完井洞穴9位于非目标储层;所述目标储层为致密砂岩气层5、页岩气层6、煤层气层二号7和煤层气层一号8。
②钻水平井直井段1:穿过目标储层,钻进水平井直井段1。
③钻水平井水平段2:在选定的非目标储层进行造斜并钻进水平井水平段2,钻进时使水平井水平段2倾斜,让跟端高于趾端,跟端连接水平井直井段1,趾端连接直井完井洞穴9,形成U型井;所述水平井水平段2位于非目标层,置于致密砂岩气层5下,煤层气层一号8上,并对水平井水平段2进行套管完井,然后进行分段压裂。
④水平井射孔压裂沟通煤系气多层目标层:对水平井水平段2的设定部位进行桥塞射孔联作分段压裂,形成压裂裂缝3,沟通目标储层;所述桥塞射孔联作分段压裂对井筒桥塞封隔后,用连续油管带磨鞋一次性钻除桥塞,并进行压裂液返排,进行逐段射孔、逐段压裂。
实施例3
如图3所示,一种煤系气U型井钻进及压裂结构的具体实施方法为:
①钻U型井中的直井4并完成直井完井洞穴9:穿过目标储层,钻进U型井中的直井4,在直井4的井筒底部进行直井完井洞穴9完井,直井完井洞穴9位于非目标储层;所述目标储层为致密砂岩气层5、页岩气层6、煤层气层二号7和煤层气层一号8。
②钻水平井直井段1:穿过目标储层,钻进水平井直井段1。
③钻水平井水平段2:在选定的非目标储层进行造斜并钻进水平井水平段2,钻进时使水平井水平段2倾斜,让跟端高于趾端,跟端连接水平井直井段1,趾端连接直井完井洞穴9,形成U型井;所述水平井水平段2位于非目标层,置于煤层气层一号8下,煤层气层二号7上,并对水平井水平段2进行套管完井,然后进行分段压裂。
④水平井射孔压裂沟通煤系气多层目标层:对水平井水平段2的设定部位进行桥塞射孔联作分段压裂,形成压裂裂缝3,沟通目标储层;所述桥塞射孔联作分段压裂对井筒桥塞封隔后,用连续油管带磨 鞋一次性钻除桥塞,并进行压裂液返排,进行逐段射孔、逐段压裂。
综上所述,本实用新型针对包含多层含气层的煤系气层,采用U型井水平段非目标储层钻进结构,且水平段的跟端高于趾端,然后利用水平井多级压裂沟通煤系气多层含气储层。该结构避免了煤系地层中因目标层构造不稳而产生井眼垮塌、掉块和井漏,便于煤系产出水在重力的作用下流到直井井底,实现直井排水,水平井采气,排水采气同时进行,极大地提高排水效率,避免水平井井底积液造成的产能下降。

Claims (8)

1.一种煤系气U型井钻进及压裂结构,包括水平井直井段(1)、水平井水平段(2)、压裂裂缝(3)、直井(4)、致密砂岩气层(5)、页岩气层(6)、煤层气层二号(7)、煤层气层一号(8)和直井完井洞穴(9),其特征在于:所述结构分为目标储层和非目标储层两层;所述水平井直井段(1)和直井(4)垂直于地层设置,且穿过致密砂岩气层(5)、页岩气层(6);所述直井(4)底部进行直井完井洞穴(9)设置;所述水平井水平段(2)倾斜设置,水平井水平段(2)的一端与洞穴(9)相连,水平井水平段(2)的另一端与水平井直井段(1)圆角设置;所述压裂裂缝(3)分段、垂直设于水平井水平段(2),且穿过所有目标储层。
2.如权利要求1所述的煤系气U型井钻进及压裂结构,其特征在于:所述致密砂岩气层(5)、页岩气层(6)、煤层气层二号(7)、煤层气层一号(8)为目标储层。
3.如权利要求1所述的煤系气U型井钻进及压裂结构,其特征在于:所述水平井水平段(2)的跟端高于趾端。
4.如权利要求1所述的煤系气U型井钻进及压裂结构,其特征在于:所述水平井水平段(2)、直井完井洞穴(9)位于非存储层。
5.如权利要求1所述的煤系气U型井钻进及压裂结构,其特征在于:所述水平井直井段(1)、水平井水平段(2)、直井(4)、直井完井洞穴(9)形成U型井。
6.如权利要求1所述的煤系气U型井钻进及压裂结构,其特征在于:所述压裂裂缝(3)穿过非目标储层。
7.如权利要求3所述的煤系气U型井钻进及压裂结构,其特征在于:所述水平井水平段(2)的跟端连接水平井直井段(1),水平井 水平段(2)的趾端连接直井完井洞穴(9)。
8.如权利要求1所述的煤系气U型井钻进及压裂结构,其特征在于:所述水平井水平段(2)位于非目标层,位置为如下几种情况中的一种:
(8.1)水平井水平段(2)位于页岩气层(6)下,煤层气层一号(8)上;
(8.2)水平井水平段(2)位于致密砂岩气层(5)下,煤层气层一号(8)上;
(8.3)水平井水平段(2)位于煤层气层一号(8)下,煤层气层二号(7)上。
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