煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法
【专利摘要】本发明涉及一种煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法，包括根据丛式支翼方位差异，钻设对应排采直井，排采直井二开完钻，采用上部下套管，下部裸眼的完井方式，套管类型为钢套管与玻璃钢套管联用；造穴方式在裸眼段放喷造穴，玻璃钢套管段割套管造穴；采用双增式造斜方式使主井眼与排采井眼完成远距离连通，连通结束后，再钻设水平分支段；固封排采井口袋，洗井，固封造斜段，此支翼即可投产；同样步骤完钻其他支翼。效果是本发明提高了单井波及面积和日产量，降低了施工成本、增大了安全系数、缩短了工期。
【专利说明】煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤层气开发领域，具体涉及一种煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法。
【背景技术】
[0002]目前，煤层气的开采一般采用直井和水平井两种井型，其中水平井由于其波及面积大，产出量大，已受到越来越广泛的关注和应用。水平井开采煤层气的方式一般采用主井眼通过造斜段与一已完钻的排采直井相连，其后钻设水平段，最终通过排采直井投入生产的钻井方案；主井眼与排采直井的连通，必须对排采直井进行扩孔的预处理，一般采用在对应储集层段下入玻璃钢套管进行固封，其后通过割刀钻头和扩眼钻头进行扩孔处理形成洞穴。水平进尺结束后，彻底洗井、抽水、降压即可投产。
[0003]现有技术中，当遇到多层煤层气藏时，则需在每层钻设单独的水平井和排采直井，一次需要在同一区域多次重复同一工序，且水平井与排采直井的连通又使得水平段进尺方位受到极大的局限，从而造成钻井效率低、井场数量众多等问题，使得钻井成本居高不下。
【发明内容】
[0004]为了应对以上技术缺陷，本发明提出了一种煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法，解决了现有技术中钻井效率低、成本高的问题。
[0005]本发明的钻井方法包括四个方位四口排采直井的钻设、储层处八个洞穴的完成与I 口丛式多分支水平井的钻设及与对应排采直井的远距离连通；具体包括以下步骤:
从正北方位开始，按顺时针的顺序，完成每个方位支翼的钻进；正北方位，在对应位置钻设排采直井，排采直井采用三种方式完井，两种方式造穴；主井眼采用井眼重复利用技术钻进；正北方位支翼钻井结束后，在排采直井和主井眼造斜段打水泥塞固封；同样步骤完成其他方位支翼的钻进；煤层气开采结束后，进行煤的开发。
[0006]所述的排采直井采用的三种方式完井为，在下方储层以下留60米裸眼井段，下入套管时，上部煤层下入玻璃钢套管，井口到下部煤层往上5米的其他位置下入钢套管，剩余井段为裸眼。
[0007]所述的两种方式造穴为，放喷造穴与割玻璃钢套管造穴技术的联用，下方储层裸眼完井采用放喷造穴，上方储层下玻璃钢套管完井采用割玻璃钢套管造穴。
[0008]所述的放喷造穴为，下钻至井底，逐步减少泵入水气混合物中的水量同时增大气量，把钻头起到套管里，然后注气增压，关井，保持钻具在套管里，打开液控放喷阀，压力的瞬间释放使煤层与井眼间产生巨大压差使得煤层向井中塌陷，重复以上步骤，直到压力释放后只带出少量煤屑为止。
[0009]所述的割玻璃钢套管造穴为，下入内割刀钻头对上部储集层扩孔，该内割刀钻头配置有大小径，采用液压控制方式使内割刀钻头刀杆在煤层中张开，并在钻具的带动下旋转，其中小径割断玻璃钢套管，大径切削煤层形成满足实际需要的洞穴。
[0010]所述井眼重复利用技术为，从下往上的侧钻顺序，在上部储层下方3m处安装固井分级箍，打完水泥浆后立即打开分级箍循环排出上部水泥浆，钻设造斜段完成与排采直井下部洞穴的连通，连通后完成水平分支的钻设，下部支翼完成后，在固井分级箍以下套管内下入封隔器，下入割刀割断分级箍以上套管并起出，在上部储层下方5m处打水泥塞，进行上部储层对应造斜段与排采直井的连通及水平分支的钻设。
[0011]所述的打水泥塞固封为，在排采直井距井底30米处打水泥塞固封井底煤渣、岩屑，洗井后，在支翼各造斜段打水泥塞固封。
[0012]本发明的优点效果如下:
在开发多层煤气藏的同时，增加水平进尺，提高单井日产量，减少工期，减小施工难度，降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为丛式多分支水平井三维井眼轨迹图。
[0014]图2为丛式多分支水平井侧视图。
[0015]图3为丛式多分支水平井俯视图。
[0016]图4为丛式多分支水平井某支翼主视图。
【具体实施方式】
[0017]以下参照附图，结合具体实施例，详细描述本发明。
实施例
[0018]如图1-4所示，本发明的钻井方法包括四个方位四口排采直井的钻设、储层处八个洞穴的完成与I口丛式多分支水平井的钻设及与对应排采直井的远距离连通；具体步骤为，确定主井眼周围各方位储层的地层倾角，从而设计丛式多分支水平井其水平段的进尺方向、进尺长度、分支间夹角，对于复杂地层，如在大倾角地层，可选择在该分支方向上用U型水平井代替多分支水平井；在断块地层则可以选择不进尺或减少进尺，确定各排采直井的位置后，按方位角顺序进行丛式分支的施工。
[0019]钻设排采直井，在下方储集层下底板往下钻设60米“ 口袋”，下套管至下方储层以上5m固井，下套管时须注意上部储层段用玻璃钢套管覆盖，计算各段套管长度，以保证玻璃钢套管准确地将上部储层段完全覆盖，以备扩孔之需，其它层段采用钢套管以保证井身质量；对下方储层进行放喷造穴，即下钻至井底，逐步减少泵入水气混合物中的水量同时增大气量，把钻头起到套管里，然后注气增压，关井，保持钻具在套管里，快速打开液控放喷阀，压力的瞬间释放使煤层与井眼间产生巨大压差使得煤层向井中塌陷，重复以上步骤，直到压力释放后只带出少量煤屑为止，下方储层造穴完毕；下入内割刀钻头对上部储集层扩孔，该钻头配置有大小径，采用液压控制方式使钻头刀杆在煤层中张开，并在钻具的带动下旋转，其中小径割断玻璃钢套管，大径切削煤层形成满足实际需要的洞穴；所有储层造穴完毕后，下钻至放喷洞穴处增大泵入量洗井。
[0020]完钻主井眼垂直段，下套管固井，中心主井眼从下往上依次与对应储层排采直井通过双增式造斜完成连通，连通后进行水平段的钻设，从下往上的侧钻顺序，以使用井眼重复利用技术即:固井时在上部储层下方3m处安装固井分级箍，打完水泥浆后立即打开分级箍循环排出上部水泥浆，钻设造斜段完成与排采直井下部洞穴的连通，连通后完成水平分支的钻进，下部支翼完成后，在固井分级箍以下套管内下入封隔器，下入割刀割断分级箍以上套管并起出，在上部储层下方5m处打水泥塞，进行上部储层对应造斜段与排采直井的连通及其水平分支的钻设。
[0021]连通过程采用“钻头+旋转强磁短节+马达+无磁钻挺+MWD+钻杆”的钻具组合，以旋转磁测距系统接收钻进参数信号，根据传送的信息判定钻头钻进方向与直井连通点位置的偏差，通过连续滑动钻进的方式增斜、复合钻进的方式稳斜，从而控制井眼轨迹，直至水平井与排采直井的造穴段顺利连通。
[0022]完钻该方位所有井段后，在排采直井距井底30m处打水泥塞，固封其下丢弃的玻璃钢套管、煤渣、岩屑，避免开发时混入杂质；循环钻井液彻底洗井后，在此方位所有造斜段始端处打水泥塞固封，此方位所有支翼即可通过对应排采直井进行正常生产。
[0023]依照此法完成其他方位支翼的钻井工作。
[0024]煤层气的开发完成后，对所有煤层进行经济性评价，由于除垂直主井眼外，所有储层均为裸眼，对有开发潜力的煤储层，可进行后续开采。
[0025]以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果。只要满足使用需要，都在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法，其特征在于包括四个方位四口排采直井的钻设、储层处八个洞穴的完成与I 口丛式多分支水平井的钻设及与对应排采直井的远距离连通；具体包括以下步骤: 从正北方位开始，按顺时针的顺序，完成每个方位支翼的钻进；正北方位，在对应位置钻设排采直井，排采直井采用三种方式完井，两种方式造穴；主井眼采用井眼重复利用技术钻进；正北方位支翼钻井结束后，在排采直井和主井眼造斜段打水泥塞固封；同样步骤完成其他方位支翼的钻进；煤层气开采结束后，进行煤的开发。
2.根据权利要求1所述的煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法，其特征在于所述的排采直井采用的三种方式完井为:在下方储层以下留60米裸眼井段，下入套管时，上部煤层下入玻璃钢套管，井口到下部煤层往上5米的其他位置下入钢套管，剩余井段为裸眼。
3.根据权利要求1所述的煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法，其特征在于所述的两种方式造穴为，放喷造穴与割玻璃钢套管造穴技术的联用，下方储层裸眼完井采用放喷造穴，上方储层下玻璃钢套管完井采用割玻璃钢套管造穴。
4.根据权利要求3所述的煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法，其特征在于所述的放喷造穴为，下钻至井底，逐步减少泵入水气混合物中的水量同时增大气量，把钻头起到套管里，然后注气增压，关井，保持钻具在套管里，打开液控放喷阀，压力的瞬间释放使煤层与井眼间产生巨大压差使得煤层向井中塌陷，重复以上步骤，直到压力释放后只带出少量煤屑为止。
5.根据权利要求3所述的煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法，其特征在于所述的割玻璃钢套管造穴为，下入内割刀钻头对上部储集层扩孔，该内割刀钻头配置有大小径，采用液压控制方式使内割刀钻头刀杆在煤层中张开，并在钻具的带动下旋转，其中小径割断玻璃钢套管，大径切削煤层形成满足实际需要的洞穴。
6.根据权利要求1所述的煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法，其特征在于所述井眼重复利用技术为，从下往上的侧钻顺序，在上部储层下方3m处安装固井分级箍，打完水泥浆后立即打开分级箍循环排出上部水泥浆，钻设造斜段完成与排采直井下部洞穴的连通，连通后完成水平分支的钻设，下部支翼完成后，在固井分级箍以下套管内下入封隔器，下入割刀割断分级箍以上套管并起出，在上部储层下方5m处打水泥塞，进行上部储层对应造斜段与排采直井的连通及水平分支的钻设。
7.根据权利要求1所述的煤层气丛式双层多分支水平井及对应排采直井系统的钻井方法，其特征在于所述的打水泥塞固封为，在排采直井距井底30米处打水泥塞固封井底煤渣、岩屑，洗井后，在支翼各造斜段打水泥塞固封。
【文档编号】E21B43/30GK104481495SQ201410614967
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】潘一, 冷俊, 杨双春 申请人:辽宁石油化工大学