一種v型井底板輔助層開采構造煤煤層氣方法
【技術領域】
:
[0001]本發明涉及一種構造煤煤層氣開采技術領域，特別涉及一種V型井底板輔助層開采構造煤煤層氣方法。
【背景技術】
:
[0002]地面鉆井方式開發煤層氣，對于很多原生結構煤地區，已經獲得較好效果，對于煤質破碎的構造煤發育地區，由于煤體結構的缺陷，水力壓裂應力無法在塑性煤質中有效傳遞，上世紀80年代以來開展的所有直井水力壓裂均未獲得實質上的突破。近些年，公司做過一些研宄和嘗試:如在煤層中鉆U型井分段壓裂技術，該技術對于原生結構煤比較適合，對于構造煤并不適合，原因在于水平段位于煤層內，壓裂直接作用于煤層，壓裂應力無法在塑性的構造煤內有效傳遞，裂縫不能向遠處延伸。再如在煤層頂板實施U型井分段壓裂，公司曾實施過一口井，通過一段時間的排采，日產氣逐漸升至2000方左右且仍處于上升趨勢，雖然取得一定效果，但倘若水平段與煤頂間距不能滿足要求，則可能存在以下缺陷:(I)在煤層較淺地區，若最大垂直主應力小于或接近水平主應力，則裂縫向下延伸困難，可能無法溝通煤層。(2)阜新煤層氣開發實踐表明，煤層附近液面哪怕高出10m，即會對產量產生較大影響，水平段以下砂巖和煤層中的水無法排出，致使煤層氣不能完全有效解吸，產能得不到最大程度釋放。
【發明內容】
:
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種V型井底板輔助層開采構造煤煤層氣方法，該方法實現了壓裂效果好，單井控制儲量大，能夠很好地建立從煤層到輔助層再到井眼的煤層氣滲流通道，不造成污染，煤層水能夠完全排出，大大提高了構造煤煤層氣產量。克服了現有構造煤煤層氣開采方法壓裂效果差，易造成污染，煤層水不能完全排出，構造煤煤層氣產量低的不足。
[0004]本發明所采取的技術方案是:一種V型井底板輔助層開采構造煤煤層氣方法，該方法步驟如下:一、井位部署:對于構造煤煤層氣田，實施V型井，即兩口水平井遠端分別與同一口直井對接，兩口水平井水平段布置在距煤底以下8?15m的砂巖或粉砂巖脆性巖層中；三口井在平面上的位置關系:直井布置在低部位，兩口水平井的井軸方向的夾角在90-180°之間，且該夾角平分線盡量與最大主應力方向平行，以便實現壓裂裂縫體積最大化；
[0005]二、鉆直井:鉆穿煤層及輔助層后留有40?50m深的口袋，采用套管完井，輔助層部位下玻璃鋼套管，在煤底以下8-12m深的位置造直徑500_?600_的洞穴；
[0006]三、鉆水平井:鉆穿煤層，技術套管下至煤底以下，封住煤層，防止水平段鉆進時松軟的構造煤垮塌造成卡鉆，采用隨鉆MWD加放射性測井或者采用LWD，結合巖性跟蹤進行地質導向，在距煤底以下8?15m的輔助層內鉆水平段，保證間距，當水平段鉆至距直井10m時，鉆具下入RMRS信號發射儀，直井中下入信號接收儀，當鉆至距直井60m以內時，信號接收儀便開始接收到信號，調整軌跡，最終實現一口水平井遠端與直井井眼連通；同樣方法，鉆第二口水平井，并實現另一口水平井遠端與直井井眼連通；
[0007]四、水平段固井:在直井內填砂，砂面高于造穴段頂界，打灰塞，試壓合格后，兩個水平井下套管，固井；
[0008]五、分段壓裂:通過在水平井中實施分段壓裂，在輔助層內產生裂縫，向上溝通煤層，建立從煤層到輔助層再到井眼的煤層氣滲流通道；優選水力噴射定向射孔壓裂方式，利用高速射流形成的局部低壓區實現井段間封隔；根據錄井、測井資料以及水平段與煤層間距，合理確定壓裂井段；
[0009]六、二次對接:水平井壓裂完成后，直井鉆塞，清除井內填砂后，兩個水平井鉆塞，與直井二次連通；
[0010]七、下泵生產:直井中下入抽油泵，油管產水，套管產氣，該階段的關鍵點是控制排采速度，采用長沖程、慢沖次的溫和工作制度緩慢抽排，見套壓后，控制氣體流量，使產量自然緩慢上升，避免地層吐砂吐煤粉堵塞通道。
[0011]本發明的有益效果是:本發明由于采用了 V型井和將水平井段布置在煤層底板的砂巖或粉砂巖中的方式，因而具有單井控制儲量大、壓裂效果好的優點，能夠很好地建立從煤層到輔助層再到井眼的煤層氣滲流通道，不造成污染，煤層水能夠完全排出，大大提高了構造煤煤層氣產量。
【附圖說明】
:
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
[0013]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
:
[0014]如圖1所示，一種V型井底板輔助層開采構造煤煤層氣方法，該方法步驟如下:一、井位部署:對于構造煤煤層氣田，實施V型井，即兩口水平井I遠端分別與同一口直井2對接，兩口水平井I水平段布置在距煤底以下8?15m的砂巖或粉砂巖脆性巖層中；三口井在平面上的位置關系:三口井在平面上的位置關系要統籌考慮構造高低、地應力等因素，為了便于排水，直井2布置在低部位，兩口水平井I的井軸方向的夾角在90-180°之間，且該夾角平分線盡量與最大主應力方向3平行，以便實現壓裂裂縫4體積最大化；
[0015]二、鉆直井:鉆穿煤層及輔助層后留有40?50m深的口袋，采用套管完井，輔助層部位下玻璃鋼套管，在煤底以下8-12m深的位置造直徑500_?600_的洞穴；
[0016]三、鉆水平井:鉆穿煤層，技術套管下至煤底以下，封住煤層，防止水平段鉆進時松軟的構造煤垮塌造成卡鉆，采用隨鉆MWD加放射性測井或者采用LWD，結合巖性跟蹤進行地質導向，在距煤底以下8?15m的輔助層內鉆水平段，保證間距，當水平段鉆至距直井10m時，鉆具下入RMRS信號發射儀，直井中下入信號接收儀，當鉆至距直井60m以內時，信號接收儀便開始接收到信號，調整軌跡，最終實現一口水平井I遠端與直井2井眼連通；同樣方法，鉆第二口水平井I，并實現另一口水平井I遠端與直井2井眼連通；
[0017]四、水平段固井:由于煤層底板常發育泥巖或砂質泥巖，易垮塌，因此需套管固井完井。在直井2內填砂，砂面高于造穴段頂界，打灰塞，試壓合格后，兩個水平井I下套管，固井；
[0018]五、分段壓裂:通過在水平井I中實施分段壓裂，在輔助層內產生裂縫，向上溝通煤層，建立從煤層到輔助層再到井眼的煤層氣滲流通道；為避免壓裂施工中溝通煤層后可能造成的嚴重濾失問題以及壓裂后吐砂對機械封隔器造成砂卡等隱患，優選水力噴射定向射孔壓裂方式，利用高速射流形成的局部低壓區實現井段間封隔；根據錄井、測井資料以及水平段與煤層間距，合理確定壓裂井段；
[0019]六、二次對接:水平井I壓裂完成后，直井2鉆塞，清除井內填砂后，兩個水平井I鉆塞，與直井2 二次連通；
[0020]七、下泵生產:直井2中下入抽油泵，油管產水，套管產氣，該階段的關鍵點是控制排采速度，采用長沖程、慢沖次的溫和工作制度緩慢抽排，見套壓后，控制氣體流量，使產量自然緩慢上升，避免地層吐砂吐煤粉堵塞通道。
[0021]本發明是專門針對構造煤煤層氣開發，通過實施V型井組，水平段部署在煤層底板的砂巖或粉砂巖等脆性巖性中，通過多級定向水力噴砂壓裂，在輔助層內造縫，裂縫向上垂向溝通煤層，在煤層中形成樹枝狀短裂縫，解決直接在構造煤(非脆性)中壓裂裂縫無法向遠處延伸的難題，也解決在頂板中實施水平井可能存在的壓裂裂縫勾不著煤層，以及水平段以下的水無法排出，致使煤層氣不能完全解吸等問題，使單井控制儲量最大化，有效提升構造煤煤層氣開發效果。我國含煤地層大多經歷過多期次構造作用，構造煤蘊藏量巨大，且構造煤中含氣量大，煤礦生產過程中極易發生煤與瓦斯突出事故，本發明對于解決煤礦安全問題，有效開發其中豐富的煤層氣資源具有重要意義。
[0022]可以理解的是，以上關于本發明的具體描述，僅用于說明本發明而并非受限于本發明實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種V型井底板輔助層開采構造煤煤層氣方法，其特征在于:該方法步驟如下:一、井位部署:對于構造煤煤層氣田，實施V型井，即兩口水平井(I)遠端分別與同一口直井(2)對接，兩口水平井(I)水平段布置在距煤底以下8?15m的砂巖或粉砂巖脆性巖層中；三口井在平面上的位置關系:直井(2)布置在低部位，兩口水平井(I)的井軸方向的夾角在90-180°之間，且該夾角平分線盡量與最大主應力方向(3)平行，以便實現壓裂裂縫(4)體積最大化； 二、鉆直井:鉆穿煤層及輔助層后留有40?50m深的口袋，采用套管完井，輔助層部位下玻璃鋼套管，在煤底以下8-12m深的位置造直徑500mm?600mm的洞穴； 三、鉆水平井:鉆穿煤層，技術套管下至煤底以下，封住煤層，防止水平段鉆進時松軟的構造煤垮塌造成卡鉆，采用隨鉆MWD加放射性測井或者采用LWD，結合巖性跟蹤進行地質導向，在距煤底以下8?15m的輔助層內鉆水平段，保證間距，當水平段鉆至距直井10m時，鉆具下入RMRS信號發射儀，直井中下入信號接收儀，當鉆至距直井60m以內時，信號接收儀便開始接收到信號，調整軌跡，最終實現一口水平井(I)遠端與直井(2)井眼連通；同樣方法，鉆第二口水平井(1)，并實現另一口水平井(I)遠端與直井(2)井眼連通； 四、水平段固井:在直井(2)內填砂，砂面高于造穴段頂界，打灰塞，試壓合格后，兩個水平井(I)下套管，固井； 五、分段壓裂:通過在水平井(I)中實施分段壓裂，在輔助層內產生裂縫，向上溝通煤層，建立從煤層到輔助層再到井眼的煤層氣滲流通道；優選水力噴射定向射孔壓裂方式，利用高速射流形成的局部低壓區實現井段間封隔；根據錄井、測井資料以及水平段與煤層間距，合理確定壓裂井段； 六、二次對接:水平井(I)壓裂完成后，直井(2)鉆塞，清除井內填砂后，兩個水平井(I)鉆塞，與直井(2) 二次連通； 七、下泵生產:直井(2)中下入抽油泵，油管產水，套管產氣，該階段的關鍵點是控制排采速度，采用長沖程、慢沖次的溫和工作制度緩慢抽排，見套壓后，控制氣體流量，使產量自然緩慢上升，避免地層吐砂吐煤粉堵塞通道。
【專利摘要】本發明涉及一種構造煤煤層氣開采技術領域，特別涉及一種V型井底板輔助層開采構造煤煤層氣方法。該方法步驟如下：一、井位部署；二、鉆直井；三、鉆水平井；四、水平段固井；五、分段壓裂；六、二次對接；七、下泵生產。本發明實現了壓裂效果好，單井控制儲量大，能夠很好地建立從煤層到輔助層再到井眼的煤層氣滲流通道，不造成污染，煤層水能夠完全排出，大大提高了構造煤煤層氣產量。克服了現有構造煤煤層氣開采方法壓裂效果差，易造成污染，煤層水不能完全排出，構造煤煤層氣產量低的不足。
【IPC分類】E21B43-26, E21B7-20, E21B43-12, E21B7-04, E21F7-00, E21B33-13, E21B43-30
【公開號】CN104763398
【申請號】CN201510073677
【發明人】張沖, 王作雷, 趙春旭, 孫曉東, 劉洋, 張磊, 李紅陽, 白潤飛, 王藝璇
【申請人】中國石油集團長城鉆探工程有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年2月11日