CN218669315U - 一种用于煤层气开采的布井系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于煤层气开采的布井系统，包括两个水平井和多个直井，两个所述水平井的水平段布置在煤层内，两个所述水平段平行且间隔布置，所有所述直井的井口均布置在两个所述水平段之间的空间所对应的地面位置上，所述水平井为卸压井，所述直井为生产井。本实用新型设置了平行大直径水平钻孔（水平段），形成卸压空间，相当于在煤层内建立“保护层”开采空间，通过改变原始地应力状态，诱导煤层移动，增加煤层孔隙度和渗透裂隙导流能力，使得该降压方式形成的降压范围远大于常规直径煤层气井的降压范围，因此可以实现煤层气井大范围区域降压。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油与天然气开发技术领域，具体涉及煤层气的开发技术。
背景技术
开发煤层气资源对于保障煤矿生产安全，满足天然气资源供给以及减少温室气体排放等均具有重要的现实意义。由于绝大多数煤层气以吸附态存在于煤储层中，因此，需要对煤储层进行有效压降才能使吸附态的煤层气解吸并运移至地面。目前地面煤层气开发主要通过地面钻孔排水降压的方式进行煤层气抽采作业。因此，如何通过地面钻孔布置有效降低区域煤层气储层压力深刻影响着煤层气井的产气量以及开发效益。当前的煤层气地面钻孔布置存在着以下主要问题：
(1)煤层气储层普遍具有低渗透率、低孔隙度、低含气饱和度，以及低力学强度等特征，排水降压方式存在排水时间长，排采中导流通道容易闭合，严重制约着煤层气储层的压降效率。
(2)煤层气单井增渗改造效果差，有效改造范围小，难以形大面积的压降范围，且极易造成煤层气资源的浪费。
(3)当前地面煤层气井网布置相邻煤层气井间距大，难以形成有效的井间干扰。
上述存在的问题使得当前的煤层气钻孔布置以及压降传递方式难以对煤层进行大范围高效降压，严重制约着煤层气井的产气量和采收率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于煤层气开采的布井系统，以至少解决背景技术的问题之一。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于煤层气开采的布井系统，包括两个水平井和多个直井，两个所述水平井的水平段布置在煤层内，两个所述水平段平行且间隔布置，所有所述直井的井口均布置在两个所述水平段之间的空间所对应的地面位置上，所述水平井为卸压井，所述直井为生产井。
根据上述技术手段，在煤层设置了两个水平段，相当于在煤层气开发区块实施平行大直径水平钻孔，形成卸压空间，相当于在煤层内建立“保护层”开采空间,充分利用地应力变化诱导岩层移动，达到增加储层渗透率，高效降压的目的。同时，两口平行水平钻孔之间形成的卸压范围内实施垂直钻孔，并安装抽采设备进行排水降压，可以形成水平孔与垂直孔的压降叠加效应，可以进一步提升储层压降效率，扩大压降范围。
进一步，所述水平段的孔径大于2m。
根据上述技术手段，在煤层中建立了较大的卸压空间，在地应力作用下煤层向卸压空间移动，应力释放后的煤层孔隙度和渗透裂隙导流能力得以显著增加，从而提升煤层气储层压降传递效率。
进一步，所述水平段布置在煤层的边缘，两个水平段与两侧的地面构成开采区域。
进一步，所述水平井为裸眼完井水平井。
进一步，所述直井为套管完井直井。
进一步，相邻所述直井的间距为：d≥2×rg式中，d为相邻两口所述直井的间距，rg为单口垂直钻孔排采解吸范围半径。
进一步，两个所述水平段的间距表示为：D＝2*Rt,r，
式中：D为两个所述水平段的间距，Rt,r为单个水平段的卸压半径，t为从平行水平钻孔完钻到地面垂直钻孔完钻的计划时间，r为钻孔孔径，钻孔位置选择在距离煤层气抽采边界＞Rt,r的位置。
本实用新型的有益效果：
(1)本实用新型设置了平行大直径水平钻孔(水平段)，形成卸压空间，相当于在煤层内建立“保护层”开采空间，通过改变原始地应力状态，诱导煤层移动，增加煤层孔隙度和渗透裂隙导流能力，使得该降压方式形成的降压范围远大于常规直径煤层气井的降压范围，因此可以实现煤层气井大范围区域降压。
(2)平行大直径水平钻孔(水平段)与垂直钻孔(直井)降压范围叠加，可达到双重压降的效果，可以提高储层压降效率和煤层气采收率，降低煤层气资源浪费。
(3)本实用新型水平井和直井的作业互不干扰，便于作业。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型提供的水平井的水平段垂直投影示意图；
图3为本实用新型提供的卸压原理示意图。
其中，1-水平井；2-水平段；3-直井；4-煤层。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本实用新型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实用新型的其他优点与功效。本实用新型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，在没有背离本实用新型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实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
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实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型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用于煤层气开采的布井系统，如图1和图2所示，在地面钻两口水平井1，水平井1的水平段2进入煤层4的内部，本实施例中的煤层4为储层。
在平行于地面的方向上，两口水平井1的水平段2平行且间隔布置，本实施例中，水平段2布置在煤层4中，两个水平段2与两侧的地面构成开采区域。在开采区域中，布置多个直井3，所有直井3的对应地面的井口位于两个水平段2两侧。本实施例中，水平井1为卸压井，直井3为生产井。
如图3所示，本实施例通过在地面煤层气开发区块施加两个平行布置的水平段，形成卸压空间，相当于在煤层内建立“保护层”开采空间，充分利用地应力变化诱导岩层移动，达到增加储层渗透率，高效降压的目的。此外，在两个水平段之间形成的卸压范围内实施垂直钻孔，并安装抽采设备进行排水降压，可以形成水平孔与垂直孔的压降叠加效应，可以进一步提升储层压降效率，扩大压降范围。
本实施例中，水平段的孔径大于2m，相当于在煤层4中布置了大直径水平钻孔，表明在煤层中建立了较大的卸压空间，在地应力作用下煤层向卸压空间移动，应力释放后的煤层孔隙度和渗透裂隙导流能力得以显著增加，从而提升煤层气储层压降传递效率。
本实施例中，水平井1采用裸眼完井，直井3采用套管完井。裸眼完井系指不对平行水平钻孔进行套管或筛管完井，也不进行压裂等改造。
本实施例中，相邻直井3的间距表示为：d≥2×rg，式中，d为相邻两口所述垂直钻孔的间距，rg为单口垂直钻孔排采解吸范围半径。
本实施例中，两个水平段的间距表示为：D＝2*Rt,r。
式中：D为两个所述水平段的间距，Rt,r为单个水平段的卸压半径，t为从平行水平钻孔完钻到地面垂直钻孔完钻的计划时间，r为钻孔孔径，钻孔位置选择在距离煤层气抽采边界＞Rt,r的位置。
本实施例采用以下技术方案完成用于煤层气开采的布井系统的设置：
(1)在地面煤层气开发区块，确定平行的水平段的间距，钻孔位置及钻孔孔径。
(2)地面实施煤层气平行大直径水平钻孔。
(3)对水平井进行裸眼完井。
(4)在两口水平井的水平段之间及两侧地面确定垂直煤层气钻孔间距和钻孔参数。
(5)地面实施煤层气垂直钻孔。
(6)对直井进行套管完井、射孔及压裂作业。
(7)在直井中安装排水采气设备，对垂直孔进行煤层气抽采作业。
本实施例克服了现有地面布孔中存在的降压效率低，降压范围受限，煤层气采收率低，容易造成资源浪费的不足。大直径水平段布置下的储层压降过程与压降原理与当前钻孔排水降压方式具有本质区别。在煤层布置大直径水平钻孔后，表明在煤层中建立了较大的卸压空间，在地应力作用下煤层向卸压空间移动，应力释放后的煤层孔隙度和渗透裂隙导流能力得以显著增加，从而提升煤层气储层压降传递效率。本实施例通过在地面煤层气开发区块实施平行大直径水平钻孔，形成卸压空间,相当于在煤层内建立“保护层”开采空间，充分利用地应力变化诱导岩层移动，达到增加储层渗透率，高效降压的目的。此外，在两口平行水平钻孔之间形成的卸压范围内实施垂直钻孔，并安装抽采设备进行排水降压，可以形成水平孔与垂直孔的压降叠加效应，可以进一步提升储层压降效率，扩大压降范围。因此，本实施例涉及的地面大直径水平孔区域降压开发煤层气的布孔方法与当前现有煤层气开发布孔方式具有显著区别，本实施例布孔方式下的煤层气开发压降效率和压降范围显著高于当前的煤层气布孔方式。
以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于煤层气开采的布井系统，其特征在于：包括两个水平井和多个直井，两个所述水平井的水平段布置在煤层内，两个所述水平段平行且间隔布置，所有所述直井的井口均布置在两个所述水平段之间的空间所对应的地面位置上，所述水平井为卸压井，所述直井为生产井。
2.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的布井系统，其特征在于：所述水平段的孔径大于2m。
3.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的布井系统，其特征在于：所述水平段布置在煤层的边缘，两个水平段与两侧的地面构成开采区域。
4.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的布井系统，其特征在于：所述水平井为裸眼完井水平井。
5.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的布井系统，其特征在于：所述直井为套管完井直井。
6.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的布井系统，其特征在于：相邻所述直井的间距为：d≥2×rg式中，d为相邻两口所述直井的间距，rg为单口垂直钻孔排采解吸范围半径。
7.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的布井系统，其特征在于：两个所述水平段的间距表示为：D＝2*Rt,r，
式中：D为两个所述水平段的间距，Rt,r为单个水平段的卸压半径，t为从平行水平钻孔完钻到地面垂直钻孔完钻的计划时间，r为钻孔孔径，钻孔位置选择在距离煤层气抽采边界＞Rt,r的位置。
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