一种煤系气U型井钻进及压裂结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种煤系气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。本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种煤系气U型井钻进及压裂结构
本技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种煤系气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。本技术通过以下技术方案得以实现。本技术提供的一种煤系气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。本技术的有益效果在于：(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是本技术实施例一的结构示意图；图2是本技术实施例二的结构示意图；图3是本技术实施例三的结构示意图。具体实施方式下面进一步描述本技术的技术方案，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，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳，宋继伟，杜胜江，陈厚国，
申请(专利权)人：贵州省地质矿产勘查开发局一一五地质大队，贵州省地质调查院，
类型：新型
国别省市：贵州,52