一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法技术

本发明专利技术属于煤层气抽采技术领域，具体涉及一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，采用一组底板U型井和一口顶板L型井联合抽采目标碎软煤层的煤层气，底板U型井由底板L型井和垂直井组成；施工时先施工垂直井，再施工底板L型井，底板L型井的水平段位于目标碎软煤层的底板下方，底板L型井的水平段下山钻进并沟通垂直井，最后在底板L型井的井眼内钻进顶板L型井，顶板L型井的水平段位于目标碎软煤层的顶板上方，顶板L型井的水平段下山钻进至距垂直井预设距离处终孔；在底板L型井的水平段上间隔设置作业段，作业段包括中间的压裂段和前后的底板射孔段；在顶板L型井的水平段上设置顶板射孔段；垂直井排水，顶板L型井采气。顶板L型井采气。顶板L型井采气。

【技术实现步骤摘要】
一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法


[0001]本专利技术属于煤层气抽采
，具体涉及一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法。

技术介绍

[0002]碎软煤层煤层气抽采是世界性难题，一直困扰着煤层气行业，并严重威胁煤炭安全生产。目前碎软煤层垂直井平均产气量小于500方/天，煤层水平井平均产气量小于3000方/天，近年来实施的顶板水平井产气量突破5000方/天。碎软煤层煤质松软低渗易坍塌，煤层气水平井水平段无法在煤层中维持，堵塞产气裂隙通道，影响煤层气抽采效果，使得煤矿安全存在瓦斯风险，尚未有更好的方法来突破碎软煤层煤层气抽采技术难关。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决碎软煤层煤质松软低渗易坍塌，煤层气水平井水平段无法在煤层中维持，堵塞产气裂隙通道，影响煤层气抽采效果，煤矿安全存在瓦斯风险的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，采用一组底板U型井和一口顶板L型井联合抽采目标碎软煤层的煤层气，底板U型井由底板L型井和垂直井组合而成；施工时先施工垂直井，再施工底板L型井，底板L型井自地表向下钻过目标碎软煤层、水平段位于目标碎软煤层的底板下方，底板L型井的水平段下山钻进并沟通垂直井，底板L型井中下入封隔器，最后在底板L型井的井眼内造斜钻进顶板L型井，顶板L型井的水平段位于目标碎软煤层的顶板上方，顶板L型井的水平段下山钻进至距垂直井预设距离处终孔；在底板L型井的水平段上间隔设置作业段，作业段包括中间的压裂段和前后的底板射孔段；在顶板L型井的水平段上设置顶板射孔段，顶板射孔段与作业段空间内错开，顶板射孔段位于两作业段中间；在垂直井的井口安装抽油机或螺杆泵进行排水，底板L型井不排采，顶板L型井的井口连接采气管道进行集输。
[0005]进一步地，所述垂直井穿过目标碎软煤层的底板预设深度后构造井眼洞穴，底板L型井的水平段延伸至与井眼洞穴相连。
[0006]进一步地，所述垂直井采用二开井身结构；一开钻入地表下2m，下入玻璃钢套管；二开钻穿目标碎软煤层、钻至设计深度终孔，下入石油套管；垂直井全井固井，固井后在距目标碎软煤层的底板2米处扩孔造穴，井眼洞穴的半径大于0.5m。
[0007]进一步地，所述底板L型井内压裂段施工时，先采用射孔枪或水力喷砂向目标碎软煤层方向垂直定向射孔，再进行连续油管由远及近分段压裂；压裂完成后施工底板射孔段，在压裂段前后再次采用射孔枪或水力喷砂向目标碎软煤层方向垂直定向补射孔；顶板L型井内采用射孔枪或水力喷砂向目标碎软煤层方向垂直定向射孔。
[0008]进一步地，所述底板L型井上的作业段的间距为60m，压裂段和底板射孔段的长度均是10m，顶板射孔段的长度为20m。
[0009]进一步地，所述压裂段上的射孔孔距为1米，相位角偏差小于5度、孔密16孔/米；底
板射孔段上的射孔孔距为1米、相位角偏差小于5度、孔密16孔/米；顶板射孔段上的射孔孔距为1米、相位角偏差小于5度、孔密16孔/米。
[0010]进一步地，所述底板L型井内压裂过程中压裂液采用清水+氯化钾配比形成的活性水，根据煤质情况在压裂液中添加降阻或防膨添加剂。
[0011]进一步地，所述底板L型井和顶板L型井采用三开井身结构；一开下入表层套管，二开下入技术套管、三开下入生产套管，生产套管采用悬挂装置固定于技术套管尾端，底板L型井和顶板L型井全井固井。
[0012]进一步地，所述底板L型井的水平段距目标碎软煤层的底板2m，顶板L型井的水平段距目标碎软煤层的顶板2m，顶板L型井的水平段钻至距垂直井10米处终孔。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的优势在于：本专利技术提供的一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，采用一组底板U型井和一口顶板L型井联合抽采碎软煤层中的煤层气，底板U型井是底板L型井和垂直井的组合，垂直井排水、顶板L型井采气，提高了碎软煤层煤层气抽采量。
[0014]将L型井布置在煤层顶底板岩层中施工且进行固井，有利于保持井身结构稳定性，钻井不会存在煤层垮塌的风险，也不会污染煤储层，压裂煤层能更好的沟通煤储层孔隙，是现阶段煤层气增产的必要手段，固井能保证各压裂段不窜通，有效的改造煤层。根据气向上运移、水向下产出的原理，采用底板L型井进行水力压裂，便于压裂液返排，再通过垂直井排采产出，而顶板L型井不压裂只射孔，顶板射孔段与底板L型井压裂段和底板射孔段避开，避免顶板射孔破坏底板压裂产生的裂隙，后期不排水只产气，有利于稳定产气通道，避免因排采水运移造成煤粉和压裂砂返排堵塞煤层裂隙，因水平段为下山钻进，后期排采过程中煤层产出的煤粉和压裂砂容易流至垂直井井底，后期有必要的话可以对底板L型井进行修井，通洗水平段遗留的煤粉和压裂砂，但一般不做修井，只针对垂直井进行修井较为方便，且不容易污染煤层和破坏裂隙，顶底板双层水平井煤层气抽采主要用于碎软煤层的煤层气抽采，对于解决条带式工作面瓦斯问题效果尤为明显。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的结构示意图。
[0016]图中：1
‑
顶板L型井；2
‑
底板L型井；3
‑
封隔器；4
‑
顶板射孔段；5
‑
目标碎软煤层；6
‑
压裂段；7
‑
底板射孔段；8
‑
垂直井；9
‑
井眼洞穴。
具体实施方式
[0017]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。各图所示内容仅用于理解专利技术的
技术实现思路
，而不代表产品的实际比例和真实形状，其中相同的标号表示结构相同或功能相同但结构相似的部分。
[0018]在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，它也可以包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用该产品时允许的误差。另外，“垂直”不仅包括在空间中两物体直接相接的互相垂直，还包括在空间中两物体不相接时的互相垂直。
[0019]如图1所示；一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，针对碎软煤层煤质松软低渗易坍塌，煤层气水平井水平段无法在煤层中维持，堵塞产气裂隙通道，影响煤层
气抽采效果，使得煤矿安全存在瓦斯风险。根据煤层气排水采气（解吸、扩散、渗流）的原理，结合双煤层气水平井、煤层顶板煤层气水平井技术工艺，创新的提出了碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采。采用一组底板U型井和一口顶板L型井1联合抽采目标碎软煤层5的煤层气，底板U型井由底板L型井2和垂直井8组合而成。
[0020]施工时先施工垂直井8，垂直井8穿过目标碎软煤层5的底板预设深度后构造井眼洞穴9。垂直井8采用二开井身结构；一开钻入地表下2m，下入玻璃钢套管；二开钻穿目标碎软煤层5、钻至设计深度终孔，下入石油套管；垂直井8全井固井，固井后在距目标碎软煤层5的底板2米处扩孔造穴，井眼洞穴9的半径大于0.5m。
[0021]再本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，其特征在于：采用一组底板U型井和一口顶板L型井（1）联合抽采目标碎软煤层（5）的煤层气，底板U型井由底板L型井（2）和垂直井（8）组合而成；施工时先施工垂直井（8），再施工底板L型井（2），底板L型井（2）自地表向下钻过目标碎软煤层（5）、水平段位于目标碎软煤层（5）的底板下方，底板L型井（2）的水平段下山钻进并沟通垂直井（8），底板L型井（2）中下入封隔器（3），最后在底板L型井（2）的井眼内造斜钻进顶板L型井（1），顶板L型井（1）的水平段位于目标碎软煤层（5）的顶板上方，顶板L型井（1）的水平段下山钻进至距垂直井（8）预设距离处终孔；在底板L型井（2）的水平段上间隔设置作业段，作业段包括中间的压裂段（6）和前后的底板射孔段（7）；在顶板L型井（1）的水平段上设置顶板射孔段（4），顶板射孔段（4）与作业段空间内错开，顶板射孔段（4）位于两作业段中间；在垂直井（8）的井口安装抽油机或螺杆泵进行排水，底板L型井（2）不排采，顶板L型井（1）的井口连接采气管道进行集输。2.根据权利要求1所述的一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，其特征在于：所述垂直井（8）穿过目标碎软煤层（5）的底板预设深度后构造井眼洞穴（9），底板L型井（2）的水平段延伸至与井眼洞穴（9）相连。3.根据权利要求2所述的一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，其特征在于：所述垂直井（8）采用二开井身结构；一开钻入地表下2m，下入玻璃钢套管；二开钻穿目标碎软煤层（5）、钻至设计深度终孔，下入石油套管；垂直井（8）全井固井，固井后在距目标碎软煤层（5）的底板2米处扩孔造穴，井眼洞穴（9）的半径大于0.5m。4.根据权利要求1所述的一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，其特征在于：所述底板L型井...

【专利技术属性】
技术研发人员：何庆宏，王宇红，郭盛强，米百超，徐斌，孙天玉，尹智楠，周文龙，侯海兵，王宇鹏，王紫襄，
申请(专利权)人：山西蓝焰煤层气集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：