專利名稱：一種煤層氣增產方法
技術領域：
本發明涉及煤層氣開采領域，更具體地說，涉及一種煤層氣增產方法。
背景技術：
煤層氣開采先后經過了直井模式、U型井以及多分支水平井模式。其目的是增加儲層的泄露面積；煤層氣井的完井方式除了水平井采用的裸眼完井，還有直井常采用的洞穴完井、壓裂完井等。其目的都是增加儲層的孔道從而增加儲層的滲流能力等，從而達到開采或者增加產能的目的。針對不同的地質構造，目前一般會有選擇性的采用不同的煤層氣開采模式，具體的在煤層地質構造簡單，原生媒質保存比較好且機械成孔穩定的地址區域，一般會采用多分支水平井模式，多分支水平井模式是指，在水平井的水平段，通過鉆頭鉆設若干分支井眼或者采用水力噴射形成新的分支井眼的方式來增加儲層的泄露面積的作業手段。在采用多分支水平井模式時，一般會采用裸眼完井的方式，裸眼完井是指一個井眼鉆完之后， 不再下入套管對該段井眼進行封固隔離，直接完井，進入排采環節。而針對地質構造復雜，煤層的物理機械性質破壞嚴重的地質區域，一般會采用U 型井的開采模式，在這種開采模式下，一般會采用壓裂完井的方式，壓裂是指在井眼中的井壁上，通過施加高壓使井眼周圍的煤層破裂從而產生破裂孔道，同時，還可以隨破裂孔道攜帶一定數量的孔道支撐劑，在使井眼的井壁變得堅固穩定的同時，支撐劑還可以在壓裂后期和結束后防止裂縫完全閉合，保持裂縫與裂縫即裂縫與天然孔隙的連通，為以后排采提供流體流動通道，從而使得井眼與煤層的接觸面增大從而增加產能的一種增產作業手段或者工藝。在現有技術中，當同一開采區域的地質結構多變時，也就是說，同一區域中包括多個區塊，比其中有的區塊地質構造簡單而有的區塊卻比較復雜時，一般只能使用開采效率較低的U型井的開采模式，從而使得煤層氣的產能較低。
發明內容
有鑒于此，本發明實施例提供一種煤層氣增產的方法，在處于同一地質結構層但在不同區塊地質構造的穩定性不同的煤層氣層，采用U型井開采模式和多分支水平井開采模式相結合的方式，增加了儲氣層泄露面積，進而實現了煤層氣增產的目的。本發明實施例是這樣實現的一種煤層氣增產方法，包括在地質結構穩定的區域鉆設排采直井；在地質結構復雜的區域鉆設水平井的水平段井眼連通至排采直井；所述水平段井眼完成后，沿二開套管下入水平段套管；沿所述水平段套管下入導向鉆具，經由所述水平井與所述排采直井的連通點鉆設多分支水平井；在所述水平井的水平段實施壓裂完井。優選的，在本發明實施例中，所述壓裂完井具體為采用分段壓裂的方式；所述水平段套管為鋼套管。優選的，在本發明實施例中，所述壓裂完井具體為采用水力噴射壓裂的方式。優選的，在本發明實施例中，所述在沿二開套管下入水平段套管，還包括在下入所述水平段套管過程中，每下入設定距離所述水平段套管，將所述水平段套管內注滿鉆井液。優選的，在本發明實施例中，所述在地質結構復雜的區域鉆設水平井的水平段井眼連通至排采直井，具體包括在距所述水平井與所述排采直井的連通點100米時起鉆，下入連通工具實施與所述排采直井的連通。優選的，在本發明實施例中，所述在地質結構復雜的區域鉆設水平井的水平段井眼連通至排采直井后，還包括，繼續鉆井20米。優選的，在本發明實施例中，所述沿二開套管下入水平段套管，具體為沿二開套管下入水平段套管，使所述水平段套管距所述水平井與所述排采直井的連通點5米。優選的，在本發明實施例中，所述在水平井的水平段實施壓裂完井，還包括在壓裂結束時，控制所述水平井和所述排采直井的井口排量。從上述的技術方案可以看出，在本發明實施例中，首先根據同一地質結構層的煤層氣層但在不同區域地質結構的穩定性不同的具體情況，將排采直井設于地質結構穩定的區域，然后，在地質結構不穩定的區域鉆設與排采直井連通的水平井，在水平井與排采直井連通后鉆設多分支水平井以增加煤層氣的產能；同時，在水平井的水平段還通過壓裂完井的方式，進一步開發水平井與排采直井之間煤層氣層區域的煤層氣。與現有技術中單純的采用一種開采模式的方式相比，有效地提高了煤層氣的開采效能。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例中所述煤層氣增產方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。在實際施工過程中，為了解決現有技術中，在開采區域地質結構不相同的情況下，煤層氣開采效率低下的問題，本發明實施例提供了一種煤層氣增產方法，如圖1所示，包括步驟S11、在地質結構穩定的區域鉆設排采直井；在開采煤層氣時，有時候會遇到如下情況在同一開采區域，同層的煤層氣儲層的地質結構并不相同，有的區域地質結構相對穩定，有的區域地質結構相對不穩定。現有技術中，一般會采用單一的開采模式，具體的，可以在結構穩定的區域采用多分支水平井的模式；但這種方式會使得結構不穩定區域的煤層氣開發得不到開發，造成開采效率低下。此外，還可以在全區域采用U型井的開采模式，但是這種方式下，井眼與儲煤層的接觸面積較小，不能充分的開發出結構穩定區域儲煤層的煤層氣，因此，這種方式的開采效率也較為低下。在本發明實施例中，為了充分的開采儲煤層中的煤層氣，結合了現有技術中U型井和多分支水平井兩種模式，針對同一區域的不同地質結構，采用不同的完井方式，從而提高煤層氣的開采效率。為此，在鉆設排采直井時，首先需要進行地質分析，選擇地質結構穩定的區域，這樣在水平井連通排采直井后可以在結構穩定的區域繼續鉆設多分支水平井。S12、在地質結構復雜的區域鉆設水平井的水平段井眼連通至排采直井；為了可以充分開采地質結構不穩定區域的煤層氣，在本發明實施例中，水平井選擇在地質結構不穩定的區域，這樣，在水平井和排采直井間的水平井的水平段所處的地質結構不穩定的區域，可以采用適用于地質結構不穩定的開采模式，如壓裂完井的方式。在實際煤層氣施工中，一般情況下，二開套管的管徑為7-5/8或9-5/8英英寸，三開的井眼的直徑一般為6-3/4或8-1/2英寸。三開的井眼也包括了水平井的水平段的井眼，為了防止這一段的井眼在垮塌時井眼被堵塞，本發明實施例中所采用的技術方案為在水平井的水平段井眼中下入水平段完井套管，所述水平段套管的管徑可以為4-1/2英寸或 5-1/2英寸。由于在鉆設水平井的時候，在其水平段會因為施工中經常出現井眼的狗腿度過大的現象，或者，為了連通需要將鉆具從已鉆井眼回退并調整軌跡后重新鉆設井眼。這樣，在水平段就會出現分岔井眼。分岔井眼的出現，將會使得下入井眼中的水平井套管很可能進入分岔井眼，從而無法到達與直井的連通處。而且，井道的狗腿度過大也會影響水平段套管的順利下入。為此，本發明實施例中，在鉆設水平井的水平段施工過程中需要注意水平段井眼的軌跡，以將水平段井眼控制為無分支井眼且所述水平段井眼軌跡的狗腿度在10度/30米以內。在實際施工過程中，一般會采用在距所述水平井與所述排采直井的連通點100米時起鉆，下入連通工具實施與所述排采直井的連通。以使連通工具的強磁接頭與直井中的測量探管可以接收到強磁信號。此外，在本發明實施例中，在水平井與排采直井連通后，還包括繼續鉆井20米。這樣，可以定位后續在鉆設多分支水平井時的井眼軌跡，為后續的多分支水平井的鉆設提供良好的井眼環境。S13、所述水平段井眼完成后，沿二開套管下入水平段套管；為了避免位于不穩定區域的水平井在施工過程中發生坍塌，在水平段井眼完成后，需要沿二開套管下入水平段套管。由于下入的水平段完井套管的管徑要小于二開套管，所以水平段完井套管可以沿二開套管進入水平段的井眼中。具體方式可以是使用套管串加引鞋的組合，在引鞋的引導下，水平段完井套管沿水平井的水平段井眼前進，最后直到水平井與排采直井的連通處。在本發明實施例中，加入鉆井液的工序可以是在水平段完井套管每行進80至100 米的時候，實施一次。此外，在本發明實施例中，所述鉆井液還可以為含有玻璃微珠的鉆井液。由于鉆井液中含有玻璃微珠，從而提高了鉆井液的潤滑性能降低了套管下入的阻力，進而使得水平段套管的下入更加的順利。此外，在本發明實施例中，在下入水平井完井套管過程中，在水平井完井套管和二開套管之間泵入鉆井液實現輔助循環；實施輔助循環時，采用防噴器密封所述二開套管與所述水平段套管之間的縫隙。在水平段套管下入過程中，為了防止下入套管過程中套管前端堆積煤屑導致下入困難，還可以在水平井完井套管和二開套管內及時泵入鉆井液以實現輔助循環。具體的，可以在泵入鉆井液，直至排采直井井口返出鉆井液后結束輔助循環。這樣，通過輔助循環沖洗井眼中的雜物，使得下入套管更加的順利。為了封閉兩層套管之間的縫隙，優選的，可以采用防噴器密封所述二開套管與所述水平段套管之間的縫隙。沿二開套管下入水平段套管，使所述水平段套管距所述水平井與所述排采直井的連通點5米。以避免水平段套管進入直井影響煤層氣的排采。S14、沿所述水平段套管下入導向鉆具，經由所述水平井與所述排采直井的連通點鉆設多分支水平井；由于排采直井位于地質結構穩定的區域，所以，在下入水平段套管后，可以沿水平段套管下入導向鉆具，經由水平井與所述排采直井的連通點，通過在結構穩定的區域鉆設多分支水平井，從而達到了充分開采結構穩定區域煤層氣的目的。S15、在所述水平井的水平段實施壓裂完井。在排采直井實施撈砂完畢后，為了充分開采水平井與排采直井間區域的煤層氣， 在本發明實施例中，在水平井的水平段實施壓裂完井，通過增大水平段井眼與儲煤層的接觸面積，提高了煤層氣的溢出量，從而充分的開采了水平井與排采直井之間地質結構不穩定區域的煤層氣，提高了煤層氣的開采效能。具體的，在本發明實施例中，壓裂完井具體可以為采用分段壓裂的方式，與此相應的，水平段套管可以為鋼套管。需要說明的是，本領域技術人員應該了解，本發明實施例中， 可以是使用任何材質的可以完成壓裂完井的水平段套管。這并不超出本發明實施例中的保護范圍。由于水力噴射壓裂的過程中，套管環空基于水力噴射壓裂的特點，不會產生較大的壓力波動，從而對以鉆設完成的多分支水平井的影響較小，為此，在本發明實施例中，壓裂完井具體也可以為水力噴射壓裂的方式。為了避免在實施壓裂后，井內的壓力釋放會在井內產生壓力波動造成多分支水平井的不穩定，在壓裂結束時，還可以控制水平井和所述排采直井的井口排量。這樣，通過緩慢泄壓，平穩井內壓力變化，進一步的保證了多分支水平井的穩定。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種煤層氣增產方法，其特征在于，包括 在地質構造穩定的區域鉆設排采直井；在地質構造復雜的區域鉆設水平井的水平段井眼連通至排采直井； 所述水平段井眼完成后，沿二開套管下入水平段套管；沿所述水平段套管下入導向鉆具，經由所述水平井與所述排采直井的連通點鉆設多分支水平井；在所述水平井的水平段實施壓裂完井。
2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述壓裂完井具體為采用分段壓裂的方式。
3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述壓裂完井具體為采用水力噴射壓裂的方式。
4.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述在沿二開套管下入水平段套管，還包括在下入所述水平段套管過程中，每下入設定距離所述水平段套管，將所述水平段套管內注滿鉆井液。
5.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述在地質結構復雜的區域鉆設水平井的水平段井眼連通至排采直井，具體包括在距所述水平井與所述排采直井的連通點100米時起鉆，下入連通工具實施與所述排采直井的連通。
6.根據權利要求5所述方法，其特征在于，所述在地質結構復雜的區域鉆設水平井的水平段井眼連通至排采直井后，還包括，繼續鉆井20米。
7.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述沿二開套管下入水平段套管，具體為 沿二開套管下入水平段套管，使所述水平段套管距所述水平井與所述排采直井的連通點5米。
8.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述在水平井的水平段實施壓裂完井，還包括在壓裂結束時，控制所述水平井和所述排采直井的井口排量。
全文摘要
本發明實施例公開了一種煤層氣增產方法，包括步驟在地質結構穩定的區域鉆設排采直井；在地質結構復雜的區域鉆設水平井的水平段井眼連通至排采直井；所述水平段井眼完成后，沿二開套管下入水平段套管；沿所述水平段套管下入導向鉆具，經由所述水平井與所述排采直井的連通點鉆設多分支水平井；在所述水平井的水平段實施壓裂完井。本發明實施例中，在水平井與排采直井連通后鉆設多分支水平井以增加煤層氣的產能；同時，在水平井的水平段還通過壓裂完井的方式，進一步開發水平井與排采直井之間煤層氣層區域的煤層氣。與現有技術中單純的采用一種開采模式的方式相比，有效地提高了煤層氣的開采效能。
文檔編號E21B7/04GK102493790SQ20111044467
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者劉利德, 吳華強, 楊陸武, 郭衛東 申請人:北京奧瑞安能源技術開發有限公司