专利名称：一种煤层气增产方法
技术领域：
本发明涉及煤层气开采领域，更具体地说，涉及一种煤层气增产方法。
背景技术：
煤层气开采先后经过了直井模式和水平井以及多分支水平井模式。其目的是增加 储层的泄露面积；煤层气井的完井方式除了水平井采用的裸眼完井，还有直井常采用的洞 穴完井、压裂完井等。其目的都是增加储层的孔道从而增加储层的渗流能力等，从而达到开 采或者增加产能的目的。裸眼完井是指一个井眼钻完之后，不再下入套管对该段井眼进行封固隔离，直接 完井，进入排采环节。压裂是指在井眼中的井壁上，通过施加高压使井眼周围的煤层破裂从而产生多个 破裂孔道，并且，随破裂孔道携带一定数量的孔道支撑颗粒使得井眼与煤层的接触面增大 从而增加产能的一种增产作业手段或者工艺。多分支水平井模式是指，在水平井的水平段，通过钻头钻设若干分支井眼或者采 用水力喷射形成新的分支井眼的方式来增加储层的泄露面积的作业手段。但是由于煤层的结构不稳定性，如果在水平段的井眼中钻设分支井眼，在分支井 眼的钻设过程中或是后续的煤层气的排采过程中，水平段井眼会可能出现垮塌，从而使得 水平段井眼被堵塞，进而影响煤层气的产量。此外，如果在水平段的井眼中采用压裂的增产方案，由于煤层的地质址结构比较 松散，煤层在受到外力的情况下容易垮塌，而且，实施压裂时，所用封隔器与底层之间无法 形成有效地密闭，从而不但影响压裂的效果，而且也容易造成井眼中煤层垮塌。综上所述，在现有技术中，水平段的井眼如果实施后续的增产，无法有效地避免因 为煤层的地质结构不稳定所引起的垮塌，从而影响煤层气增产的效果。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种煤层气增产的方法，在对水平井眼进行支护后， 采用水力喷射形成新的分支井眼，进而实现增加储气层泄露面积的目的，或者采用分段压 裂的方式实现对煤层渗流通道的扩张和延伸，该增产方法除了防止水平段井眼垮塌实现增 产，还能够实现对水平段井眼实施洗井循环等维护性作业。本发明实施例是这样实现的一种煤层气增产方法，包括在钻设水平井的水平段井眼时，将所述水平段井眼控制为无岔井眼且所述水平段 井眼轨迹的狗腿度在10度/30米以内；水平段井眼完成后，沿二开套管下入水平段完井套管；在下入所述水平段完井套 管过程中，每下入设定距离所述水平段完井套管，将所述水平段完井套管内注满钻井液；所述水平段完井套管下入完成后，在所述水平段完井套管管壁实施水力喷射来钻
3设分支井眼，或，在所述水平段完井套管内下入压裂管柱对煤层实施分段压裂。优选的，在本实施例中，在所述水平段完井套管管壁上实施分段压裂时所述水平段完井套管为钢套管。优选的，在本实施例中，在所述水平段完井套管管壁上实施水力喷射时所述水平段完井套管为玻璃钢套管。优选的，在本实施例中，所述设定的距离为80至100米。优选的，在本实施例中，所述钻井液为含有玻璃微珠的钻井液。优选的，在本实施例中，还包括，在下入水平井完井套管过程中，在水平井完井套管和二开套管之间泵入钻井液实 现辅助循环；实施辅助循环时，采用防喷器密封所述二开套管与所述水平段套管之间的缝 隙。优选的，在本实施例中，当所述分支井眼为多个时，以离水平井井口由近及远依次 钻设每个分支井眼。优选的，在本实施例中，所述钻设分支井眼，包括将携向器连接在油管管串下端下入水平段完井套管内；将连接有连续油管的水力喷射喷头沿所述油管管串下入，并由携向器出口伸出；水力喷射喷头由近及远依次钻设每个分支井眼；水力喷射全部完成后，对水平井实施洗井。从上述的技术方案可以看出，在本发明实施例中，通过钻设符合无分岔井眼且所 述水平段井眼轨迹的狗腿度在10度/30米以内的标准的水平井水平段的井眼与远端的直 井连通，然后在符合标准的水平井的水平段井眼中下入套管，接着，本发明实施例中，在设 有套管的水平段实施水力喷射来钻设分支井眼，或，在所述水平段上实施分段压裂。由于完 井后的水平段设有套管，所以井眼在垮塌时也不会因为实施上述的各种增产工艺而轻易地 堵塞井眼。从而有效地提高了煤层气井的产气量。此外，在煤层气的排采期间，为了使井眼更加的通畅，提高排采效率，有时候需要 清洗井眼，本发明实施例中，由于井眼中设有水平段套管，所以可以方便的对井眼进行洗井 循环等维护作业。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中所述煤层气增产方法流程图；图2为本发明实施例中所述煤层气增产方法又一流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。在实际施工过程中，为了解决裸眼完井的水平井中水平段的垮塌会堵塞井眼的问 题，本发明实施例提供了一种煤层气增产方法，如图1所示，包括步骤S11、在钻设水平井的水平段井眼时，将水平段井眼控制为无分岔井眼且所述水平 段井眼轨迹的狗腿度在10度/30米以内并与远端直井连通；在实际煤层气施工中，一般情况下，二开套管的管径为7英寸，三开的井眼的直径 一般为6英寸。三开的井眼也包括了水平井的水平段的井眼，为了防止这一段的井眼在垮 塌时井眼被堵塞，本发明实施例中所采用的技术方案为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径可以为4-1/2英寸或5-1/2英寸。发明人经过研究发现，现有技术中，在水平段井眼下入水平段完井套管无法成功 的原因之一是，在钻设水平井的时候，在其水平段会因为施工中经常出现井眼的狗腿度过 大的现象，或者，为了连通需要将钻具从已钻井眼回退并调整轨迹后重新钻设井眼。这样， 在水平段就会出现分岔井眼。分岔井眼的出现，将会使得下入井眼中的水平井套管很可能 进入分岔井眼，从而无法到达与直井的连通处。而且，井道的狗腿度过大也会影响水平段套 管的顺利下入。为此，本发明实施例中，在钻设水平井的水平段施工过程中，以将水平段井眼控制 为无分支井眼且所述水平段井眼轨迹的狗腿度在10度/30米以内为后续施工的前提条件。S12、水平段井眼完成后沿二开套管下入水平段完井套管。在水平井的水平段井眼符合无分支井眼且所述水平段井眼轨迹的狗腿度在10度 /30米以内的标准时，可以沿二开套管下入水平段完井套管。由于下入的水平段完井套管的 管径要小于二开套管，所以水平段完井套管可以沿二开套管进入水平段的井眼中。具体方 式可以是使用套管串加引鞋的组合，在引鞋的引导下，水平段完井套管沿水平井的水平段 井眼前进，最后直到水平井与排采直井的连通处。在水平段完井套管进入水平段井眼的过程中，还可以水平段完井套管每行进一定 的距离，就将所述水平段完井套管内注满钻井液，这样可以增加水平段完井套管的重量，不 但方便水平段完井套管的下入，还可以平衡水平段完井套管内外的压力。避免水平段完井 套管在行进的过程中，受压过大而发生变形，进而影响水平段完井套管的正常使用。在本发明实施例中，加入钻井液的工序可以是在水平段完井套管每行进80至100 米的时候，实施一次。此外，在本发明实施例中，所述钻井液还可以为含有玻璃微珠的钻井液。由于钻井 液中含有玻璃微珠，从而提高了钻井液的润滑性能降低了套管下入的阻力，进而使得水平 段套管的下入更加的顺利。此外，在本发明实施例中，在下入水平井完井套管过程中，在水平井完井套管和二 开套管之间泵入钻井液实现辅助循环；实施辅助循环时，采用防喷器密封所述二开套管与 所述水平段套管之间的缝隙。在水平段套管下入过程中，为了防止下入套管过程中套管前端堆积煤屑导致下入 困难，还可以在水平井完井套管和二开套管内及时泵入钻井液以实现辅助循环。具体的，可 以在泵入钻井液，直至排采直井井口返出钻井液后结束辅助循环。这样，通过辅助循环冲洗
5井眼中的杂物，使得下入套管更加的顺利。为了封闭两层套管之间的缝隙，优选的，可以采 用防喷器密封所述二开套管与所述水平段套管之间的缝隙。S13、水平段完井套管下入完成后，在所述水平段完井套管管壁实施水力喷射来钻 设分支井眼，或，在所述水平段完井套管内下入压裂管串对煤层实施分段压裂。当水平段完井套管设置完成后，使得完井后的水平段的井眼在垮塌时也不会轻易 地堵塞井眼，保证了井眼的畅通。从而可以通过在水平段完井套管管壁实施各种的增产工 艺。在本发明实施例中，增产工艺可以是以水力喷射的方式来钻设分支井眼，或者是在所述 水平段完井套管管壁上实施分段压裂。具体的，当采用以水力喷射的方式来钻设分支井眼来增产时，水平段完井套管为 玻璃钢套管。从而在实施水力喷射时，在玻璃钢套管上易于开孔并钻设分支井眼。在一般情况下，为了增加钻孔的覆盖面积，都需要钻设多个分支井眼，以尽量的提 高煤层气的增产效果；所以，在本发明实施例中，先钻设由近及远依次钻设每个分支井眼。具体的，在本发明实施例中，钻设分支井眼，如图2所示，可以包括以下步骤S21、使用洗井喷头对水平井井眼实施通井；为了保证水平井井眼中的通畅，首先要对水平井井眼实施通井，可以是使用洗井 喷头，通过井上水泵向井眼中注水，也可以使用油管管串进行。S22、将携向器连接在油管管串下端下入水平段完井套管内；因为需要在水平段完井套管中向侧面开孔并通过水力喷射的方式来钻设分支水 平井，所以需要使用携向器来引导水力喷头的方向。油管与携向器作为水力喷头的下行通 道。S23、将连接有连续油管的水力喷射喷头沿所述油管管串下入，并由携向器出口伸 出；在下入油管和携向器后，接着就可以下入水力喷射喷头了，在本发明实施例中，水 力喷射喷头可以通过连续油管来连接和推进。当连续油管将水力喷射喷头推进至携向器位 置后，水力喷射喷头会沿携向器所引导的方向行进。S24、通过水力喷射喷头进行分支井眼的钻设。通过连续油管向水力喷射喷头注入高压的清水，就可以在井眼的侧向进行分支井 眼的钻设。在本发明实施例中，当需要钻设多个分支井眼时，将水力喷射喷头退出携向器，然 后更换携向器在水平段完井套管中的位置或方向，确定好新的分支井眼位置后，使用连续 油管推进水力喷射喷头进入携向器，并在携向器引导位置钻设分支井眼。当采用以分段压裂的方式来对水平段井眼进行增产时，所述水平段套管为钢套管。在本发明实施例中，由于分段压裂的方式需要两个相隔一段距离封隔器与水平套 管形成密封，然后在两个封隔器之间对水平套管以及水平套管外的煤层实施压裂，为了保 证封隔器与水平套管间的密封效果和承受高压，在本发明实施例中采用了钢套管作为水平套管。为了在保证井眼的稳定的情况下，最大限度的增加产气量，本发明实施例中，设有 多个压裂点，具体的，可以通过在水平段每隔设定的距离设置一个压裂单元，这里，设定距离可以根据压裂裂缝延伸长度确定，以压裂裂缝互不干扰为准。一般情况下，将间距设为80 至100米。此外，在本发明实施例中，即使井眼的垮塌使水平段套管中进入过多的煤或岩石 的颗粒造成了井眼的堵塞，由于水平段管道可以为4-1/2英寸或5-1/2英寸，所以可以沿水 平段套管下入井下作业工具将其中的颗粒清除，从而修复井眼，使井眼恢复畅通。此外，在煤层气的排采期间，为了使井眼更加的通畅，提高排采效率，有时候需要 清洗井眼，本发明实施例中，井眼中设有水平段套管，由于水平段套管的管径较大，所以可 以方便的对井眼进行洗井循环等维护作业。在上述所有实施例中，将水平段井眼控制为无分岔井眼且所述水平井的水平段井 眼轨迹的狗腿度在10度/30米以内的方法包括对钻设所述水平段井眼所用的无线随钻仪 进行精度测试；选用误差为同向误差且井斜误差0. 2度以内、方位误差0. 5度以内的无线随 钻仪。在本发明实施例中，为了控制水平段井眼的轨迹，在钻设井眼前，先对无线随钻仪 进行精度测试，具体的，可以通过多次实验性应用，测出无线随钻仪的误差的偏差方位和误 差幅度。在本发明实施例中，选用的无线随钻仪的标准是，首先，要求该无线随钻仪的误差 为同向误差，即，该无线随钻仪每次的误差偏差均为正向偏差或均为负向偏差，也就是在实 际应用中，该无线随钻仪的每次的误差所造成的偏差要在一个方向，要么每次都向左偏，要 么每次都向右偏。另外，还要要求该无线随钻仪的井斜误差在0.2度以内、方位误差在0.5 度以内。这样，在本发明实施例中，由于无线随钻仪的误差为同向，而且无线随钻仪的误差 幅度也在设定范围内，所以可以得到该无线随钻仪的一个误差系数。从而可以在读取无线 随钻仪所显示的数据后，可以通过使用所述误差系数算出实际的数据的方式，来消除该无 线随钻仪的误差所造成的影响。进而大大的提高了钻设井眼时的方位控制精度，从而可以 精确地控制井眼的轨迹，使钻设的水平段井眼可以一次性连通直井，且可保证水平段井眼 的狗腿度被控制在10度/30米以内。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
一种煤层气增产方法，其特征在于，包括在钻设水平井的水平段井眼时，将所述水平段井眼控制为无岔井眼且所述水平段井眼轨迹的狗腿度在10度/30米以内；水平段井眼完成后，沿二开套管下入水平段完井套管；在下入所述水平段完井套管过程中，每下入设定距离所述水平段完井套管，将所述水平段完井套管内注满钻井液；所述水平段完井套管下入完成后，在所述水平段完井套管管壁实施水力喷射来钻设分支井眼，或，在所述水平段完井套管实施分段压裂。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述水平段完井套管内下入压裂管柱对 煤层实施分段压裂时所述水平段完井套管为钢套管。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述水平段完井套管管壁上实施水力喷 射时所述水平段完井套管为玻璃钢套管。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述设定的距离为80至100米。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述钻井液为含有玻璃微珠的钻井液。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括，在下入水平井完井套管过程中，水平井完井套管和二开套管之间泵入钻井液实现辅助 循环；实施辅助循环时，采用防喷器密封所述二开套管与所述水平段套管之间的缝隙。
7.根据权利要求3所述方法，其特征在于，当所述分支井眼为多个时，以离水平井井口由近及远依次钻设每个分支并眼。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述钻设分支井眼，包括将携向器连接在油管管串下端下入水平段完井套管内；将连接有连续油管的水力喷射喷头沿所述油管管串下入，并由携向器出口伸出；水力喷射喷头由近及远依次钻设每个分支井眼；水力喷射全部完成后，对水平井实施洗井。
全文摘要
本发明实施例公开了一种煤层气增产方法，包括步骤在钻设井眼的水平段时，将水平段井眼控制为无分岔井眼且水平段井眼轨迹的狗腿度在10度/30米以内的情况下与远端的直井连通；水平段井眼完成后，沿二开套管下入水平段完井套管。水平段完井套管下入完成后，在水平套管管壁实施水力喷射来钻设分支井眼，或，在水平套管管壁上实施分段压裂。本发明实施例中，由于水平段设有套管，可以形成井壁支撑，从而使得水平段井眼在垮塌时也不会因为实施上述的各种增产工艺而轻易地堵塞井眼，而且，通过本发明实施例。还可以实现水平井眼的再下入和循环清洗，从而有效地提高了煤层气井的产气量。
文档编号E21B43/26GK101994503SQ20101028620
公开日2011年3月30日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者刘利德, 吴华强, 商昌盛, 夏雪平, 徐正明, 范龙江 申请人:北京奥瑞安能源技术开发有限公司