一种基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井，其包括：依次设置的第一直井、第二直井和第三直井；多分支水平井系统，包括水平主井和若干水平分支井，水平主井包括依次连接的竖直段、转折段和水平段，竖直段由第一直井的上部构成，转折段由竖直段的侧窗向外延伸，水平段包括依次连接的第一水平段、第二水平段和第三水平段，第一水平段一端连接转折段，另一端与第二直井连通，第二水平段一端与第二直井连通，另一端与第三直井连通，第三水平段与第三直井连通。借此，不但有效的提高了空间利用率，大大提高了整个区域的产气量，更能有效的利用资源，减少了水平井地面钻前工程的施工量和钻井施工量及搬迁费用，节约了成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于煤层气资源开采
，具体涉及一种基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井。
技术介绍
煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。俗称“瓦斯”，热值是通用煤的2-5倍，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。煤层气空气浓度达到5％-16％时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70％到85％。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益，为国家战略资源。煤层中一般含有水，故在进行开采前，需通过排水形成压降漏斗来降低平均储层压力，可见煤层气的产出是一个复杂的降压—解吸—扩散—渗流的过程。这也是煤层气藏与常规气藏的主要区别。目前煤层气完钻水平井多采用裸眼完井模式，但是，水平井在排采期间易发生煤层垮塌、煤粉堵塞井眼事故，是造成单井日产量低的主要原因之一。因此研究煤层气U型井煤粉产出机理，可对实现煤层气的高效开采提供重要的理论依据。我国煤层气地面抽采技术，最初多数是借鉴了国外的打直井然后压裂开采技术，由此我国在煤层气开采初期全国范围内打了很多的直井，直井煤层裸露面积少，再加上煤层低渗透性地质条件的影响，大部分直井的产气量不理想。到目前为止，中国煤层气地面抽采井数量超过14,000口，其中70％的煤层气井产气量达不到商业产气量标准(1000方/天)，为了盘活这些煤层气井，我们在充分利用原有老井的基础上对这些老井进行井型改造，增加产气量，使老树发新芽，让这些老井起死回生，重新焕发出光彩。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本技术提供一种基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井，其可以增加煤层的裸露面积，更好地沟通渗流通道，增大单井控制储量，可以提高区域产气量。(二)技术方案为了达到上述目的，本技术采用的主要技术方案包括：一种基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井，其包括：依次设置的第一直井、第二直井和第三直井；多分支水平井系统，包括水平主井和若干水平分支井，水平主井包括依次连接的竖直段、转折段和水平段，竖直段由第一直井的上部构成，转折段由竖直段的侧窗向外延伸，水平段包括依次连接的第一水平段、第二水平段和第三水平段，第一水平段一端连接转折段，另一端与第二直井连通，第二水平段一端与第二直井连通，另一端与第三直井连通，第三水平段与第三直井连通。借助上述结构的设置，不但有效的提高了空间利用率，大大提高了整个区域的产气量，更能有效的利用资源，减少了水平井地面钻前工程的施工量和钻井施工量及搬迁费用，节约了成本。除了增加了各煤层气井的井间干扰，同时，由于在水平主井的水平段对接第二、第三两口直井的钻进过程中对煤层原始地层应力的改变，也大大提高了煤层的渗透率，有利于煤层气的解吸、扩散和运移，为煤层内部煤层气的释放创造了良好条件，增加了煤层气的采收率。本技术的一个实施例中，若干水平分支井中的一部分设于第一水平段，另一部分设于第二水平段。本技术的一个实施例中，第一水平段与第二水平段之间具有一预定夹角α，预定夹角α介于170°至180°之间。较佳的，水平段整体大致呈一直线。本技术的一个实施例中，第三水平段长度在100m至200m之间。本技术的一个实施例中，竖直段设置有PE管或玻璃钢管。本技术的一个实施例中，转折段设置有PE管或玻璃钢管。本技术的一个实施例中，水平段设置有PE筛管或玻璃钢筛管。本技术的一个实施例中，第二直井对应水平主井位置的套管预先锻铣掉。本技术的一个实施例中，第三直井对应水平主井位置的套管预先锻铣掉。本技术的一个实施例中，第二直井对应于水平段的位置设置有连接构件，供水平段穿设连接。较佳的，水平段与连接构件之间设置有过渡夹层，过渡夹层采用弹性材质制成，过渡夹层粘结于连接构件。借以防止振动导致的碰撞。(三)有益效果本技术的有益效果是：本技术的煤层气井不但有效的提高了空间利用率，大大提高了整个区域的产气量，更能有效的利用资源，减少了水平井地面钻前工程的施工量和钻井施工量及搬迁费用，节约了成本。本技术的煤层气井除了增加了各煤层气井的井间干扰，同时，由于在水平主井的水平段对接第二、第三两口直井的钻进过程中对煤层原始地层应力的改变，也大大提高了煤层的渗透率，有利于煤层气的解吸、扩散和运移，为煤层内部煤层气的释放创造了良好条件，增加了煤层气的采收率。另外，后期排采施工中，修井时，两口直井可以先后建立循环，洗井更充分更彻底。附图说明图1为本技术第一实施例的煤层气井的整体水平投影结构的示意图；图2为本技术第一实施例的煤层气井的整体结构示意图；图3为本技术第一实施例的煤层气井的剖切结构示意图。【附图标记说明】1：第一直井；2：第二直井；3：第三直井；4：水平主井；41：竖直段；42：转折段；43：水平段；431：第一水平段；432：第二水平段；433：第三水平段；5：水平分支井。具体实施方式为了更好的解释本技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本技术作详细描述。参见图1、图2和图3，本技术第一实施例的基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井，其包括：依次设置的第一直井1、第二直井2和第三直井3；多分支水平井系统，包括水平主井4和若干水平分支井5，水平主井4包括依次连接的竖直段41、转折段42和水平段43，竖直段41由第一直井1的上部构成，转折段42由竖直段41的侧窗向外延伸，水平段43包括依次连接的第一水平段431、第二水平段432和第三水平段433，第一水平段431一端连接转折段42，另一端与第二直井2连通，第二水平段432一端与第二直井2连通，另一端与第三直井3连通，第三水平段433与第三直井3连通。借助上述结构的设置，不但有效的提高了空间利用率，大大提高了整个区域的产气量，更能有效的利用资源，减少了水平井地面钻前工程的施工量和钻井施工量及搬迁费用，节约了成本。除了增加了各煤层气井的井间干扰，同时，由于在水平主井4的水平段43对接第二、第三两口直井的钻进过程中对煤层原始地层应力的改变，也大大提高了煤层的渗透率，有利于煤层气的解吸、扩散和运移，为煤层内部煤层气的释放创造了良好条件，增加了煤层气的采收率。其中，若干水平分支井5中的一部分设于第一水平段431，另一部分设于第二水平段432。其中，第一水平段431与第二水平段432之间具有一预定夹角α，预定夹角α介于170°至180°之间。较佳的，水平段43整体大致呈一直线。如图3所示，水平段43可以是一个整体，即第一水平段431、第二水平段432和第三水平段433之间不分离。其中，第三水平段433长度在100m至200m之间。其中，竖直段41设置有PE管或玻璃钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井，其特征在于，其包括：依次设置的第一直井、第二直井和第三直井；多分支水平井系统，包括水平主井和若干水平分支井，水平主井包括依次连接的竖直段、转折段和水平段，竖直段由第一直井的上部构成，转折段由竖直段的侧窗向外延伸，水平段包括依次连接的第一水平段、第二水平段和第三水平段，第一水平段一端连接转折段，另一端与第二直井连通，第二水平段一端与第二直井连通，另一端与第三直井连通，第三水平段与第三直井连通。

【技术特征摘要】
1.一种基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井，其特征在于，其包括：依次设置的第一直井、第二直井和第三直井；多分支水平井系统，包括水平主井和若干水平分支井，水平主井包括依次连接的竖直段、转折段和水平段，竖直段由第一直井的上部构成，转折段由竖直段的侧窗向外延伸，水平段包括依次连接的第一水平段、第二水平段和第三水平段，第一水平段一端连接转折段，另一端与第二直井连通，第二水平段一端与第二直井连通，另一端与第三直井连通，第三水平段与第三直井连通。2.如权利要求1所述的基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井，其特征在于：若干水平分支井中的一部分设于第一水平段，另一部分设于第二水平段。3.如权利要求1所述的基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井，其特征在于：第一水平段与第二水平段之间具有一预定夹角α，预定夹角α介于170°至180°之间。4.如权利要求3所述的基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏江卓，杨凡，董文奎，王子卫，何晓飞，李艳龙，夏雪平，张建军，
申请(专利权)人：北京中能万祺能源技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11