水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气法
【技术领域】
[0001]本发明涉及松软、低渗、高突煤储层的瓦斯消突和煤层气抽采领域，尤其适合于煤粉溶水性好、在压力作用下易流动的煤层。
【背景技术】
[0002]煤层气地面开采钻井技术主要是垂直井和水平井。由于多种原因的影响，我国的煤层气储层普遍表现为低压、低渗和低含气饱和度的“三低”特征。这种“三低”的储层条件使得常规的地面直井开采技术在我国的煤层气开发中逐渐显现出不足，无法取得预期成效。而煤层气开发实践证明水平井可有效地导通煤储层的裂隙系统，增加气、水导流能力，大幅度提高单井产量和采收率，是开发低压、低渗地区煤层气资源的有效手段，而水平对接井以其合理的井身结构和独特的完井方式，更适宜于中国大多数煤储层条件的煤层气开发。
【发明内容】
[0003]本发明针对松软、低渗、高突煤储层的瓦斯消突和煤层气抽采领域所存在的难题，结合水平对接井的特点，采用水力冲刷、运移技术，提供一种水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气方法。
[0004]本发明的目的可通过下述技术措施(步骤)来实现:
(I)在预定位置钻设直井，该井由地面钻进，至目标煤层底板，煤层顶板以上套管完井，煤层顶板以下裸眼完井。
[0005](2)施工水平井与直井对接，在直井与造斜段套管定井，在水平段下放筛管，保证对接段畅通，防止堵塞，筛孔宜大，以减少流体阻力。
[0006](3)在水平井段下放空心或实心细径高弹性连续游管，顶端加装活塞封头，材料应有自润滑性，作用是将筛管分段，通过钢管移动封头位置可实现分段冲刷作业，形成卸压空间，实现消突和采气的目的；也可不装钢管，提前封堵筛管一端，整体冲刷作业。
[0007](4)在直井注入大流量高水头清水，通过筛孔冲刷煤粉，形成粉煤浆，并通过另一井孔排至地面，实现煤气共采。
[0008](5)直井加装注水密封器，注水密封器下加装自激式机械式射流脉冲发生器，以提高冲刷效果，亦可加注气体，形成气爆和气举作用。
[0009]( 6 )水煤浆通过水平井(3 )在压力作用下自流出地面，也可在前述水平井中设置煤水提升设备提升至地面，井口安装气、煤、水分离装置，所述煤水提升设备一般采用电潜泵、气举隔膜泵、绳索提斗、螺杆泵、射流运移设备等，分离后的水循环注入直井。
[0010](7)注水和出水井可以互换，当水平井注水、直井排水时,直井井府可设储煤仓,力口装提升装置提升。
[0011](8)如果水煤浆冲出地面不流畅，可在直井通过泵排、射流提升等外力手段提升煤浆。
[0012](9)本发明可以实现多个水平井与一个直井对接，应视地质条件确定水平对接距离和水平井空间布局。
[0013]本发明的有益效果如下:
本发明所采用的水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气方法，在水平段利用活塞封头移动实现水平井分段作业，采用高压水流冲刷、喷射、运移的方法来获得和扩大水平段卸压通道，实现了煤气共采，同时缩短了施工周期，有利于降低煤储层伤害，增加煤层透气性，给煤层内部卸压、煤层气释放和流动创造有利条件，增加了煤层气的抽采效率。
【附图说明】
[0014]图1为本发明水力冲刷前的对接井示意图；
图2为本发明水力冲刷后的对接井示意图；
图3为本发明对接井排水采气过程示意图；
图4为本发明直井和对接井整体结构俯视图。
[0015]图中标记为:1:地面；2:目标煤层；3:水平井；4:造斜段；5:水平段；6:提升设备；7:气、煤、水分尚设备；8:直井；9:闻压水栗；10:煤层气抽米设备；11:环封；12:塞封；13:连续游管；14:筛孔；15:筛管。
[0016]图中实线箭头为水流方向；虚线箭头为煤层气气流方向。
【具体实施方式】
[0017]本发明以下将结合一个实施例(附图)作进一步描述:
如图1、图2、图3、图4所示，本发明的水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气方法具体实施步骤如下:
(I)在预定位置钻设直井8，该井由地面I钻进，至目标煤层2底板，煤层顶板以上套管完井，煤层顶板以下裸眼完井。
[0018](2)施工水平井3与直井8对接，在直井8与造斜段4套管定井，在水平段5下放筛管15，保证对接段畅通，防止堵塞，筛孔14宜大，以减少流体阻力。
[0019](3)在水平井段5下放连续游管13，顶端加装活塞封头12，材料应有自润滑性，作用是将筛管15分段。
[0020](4)在直井8注入大流量高水头清水，通过筛孔14冲刷煤粉，形成煤粉浆，并通过另一井孔3排至地面。
[0021](5)待首段筛孔冲刷完成后，通过钢管移动塞头至第二段筛孔实现冲刷作业。
[0022](6)重复上述步骤(5)至水平段实现完全冲刷作业。
[0023](6)直井8加装注水密封器，注水密封器下加装自激式机械式射流脉冲发生器，以提高冲刷效果，也可加注空气，形成气泡，产生气爆作用和气举作用。
[0024](7)水煤浆通过水平井3在压力作用下自流出地面，也可加装煤浆提升设备6提升至地面，井口安装气、煤、水分离装置7，分离后的煤和煤层气被收集储存到煤层气抽采设备10，水又通过高压水泵9重新用于井下射流、冲刷。
[0025]本发明所采用的水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气方法，在水平段利用活塞封头移动实现水平井分段作业，采用高压水流冲刷、喷射、运移的方法来获得和扩大水平段卸压通道，，实现了煤气共采，同时缩短了施工周期，有利于降低煤储层伤害，增加煤层透气性，给煤层内部卸压、煤层气释放和流动创造有利条件，增加了煤层气的抽采效率。总而言之，该方法的工艺较简单，成本较低，为松软、低渗、高突煤储层的瓦斯消突和煤层气抽采提供了新的解决方法。
【主权项】
1.水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气方法，包括以下几个步骤，其特征在于: 步骤1，在预定位置钻设直井(8)，该井由地面(I)钻进，至目标煤层(2)底板，煤层顶板以上套管完井，煤层顶板以下裸眼完井； 步骤2，施工水平井(3 )与直井(8 )对接，在直井(8 )与造斜段(4 )套管定井，在水平段(5)下放筛管(15)，保证对接段畅通，防止堵塞，筛孔(14)宜大，以减少流体阻力； 步骤3，在水平井段(5)下放连续游管(13)，顶端加装活塞封头(12)，材料应有自润滑性，作用是将筛管(15)分段； 步骤4，在直井(8)注入大流量高水头清水，通过筛孔(14)冲刷煤粉，形成煤粉浆，并通过另一井孔(3)排至地面，实现煤气共采； 步骤5，待首段筛孔冲刷完成后，通过钢管移动塞头至第二段筛孔实现冲刷作业； 步骤6，重复上述步骤(5)至水平段实现完全冲刷作业； 步骤7，直井(8)加装注水密封器，注水密封器下加装自激式机械式射流脉冲发生器，以提高冲刷效果，也可加注空气，形成气泡，产生气爆作用和气举作用； 步骤8，水煤浆通过水平井(3)在压力作用下自流出地面，也可加装煤浆提升设备(6)提升至地面，井口安装气、煤、水分离装置(7)，分离后的煤和煤层气被收集储存到煤层气抽采设备(10 )，水又通过高压水泵(9 )重新用于井下射流、冲刷； 步骤9，注水和出水井可以互换，当水平井注水、直井排水时，直井井府可设储煤仓，力口装提升装置提升； 步骤10，可以实现多个水平井与一个直井对接，应视地质条件确定水平对接距离和水平井空间布局。2.如权利要求1所述的水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气方法，其特征在于:所述排采直井(8)和多个水平对接井(3)井口位置的选择视煤田地形、煤层及含气情况而定。3.如权利要求1所述的水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气方法，其特征在于:在水平段(5)下放筛管(15)和连续游管(13)，筛管(15)带有筛孔(14)，连续游管(13)顶端加装活塞封头(12)，筛孔(14)将筛管(15)分段，通过连续游管(13)移动封头(12)位置可实现分段冲刷作业，形成卸压空间，实现消突和采气的目的。4.如权利要求1所述的水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气方法，其特征在于:注水和出水井可以互换。5.如权利要求1所述的水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气方法，其特征在于:可以实现煤气共采。
【专利摘要】本发明公开的水平对接井水力冲刷运移卸压消突采气法，首先，钻设直井（8），煤层顶板以上套管完井，煤层顶板以下裸眼完井；钻设水平对接井（3）的造斜段（4）并下套管固井；然后，用常规手段钻得水平段（5）通道，与直井（8）对接，裸眼完井；在水平段（5）下放筛管（15）和连续游管（13），筛管（15）带有筛孔（14），连续游管（13）顶端加装活塞封头（12）；向直井（8）连续注入大流量高水头清水，通过筛孔（14）冲刷煤粉，形成煤粉浆，移动塞头进行重复作业；将煤粉浆通过水平井孔环空部分（3）排至地面；经气、煤、水分离装置（7）分离，煤和气被收集储存，水循环用于井下射流、冲刷。本发明为松软、低渗煤层地面卸压消突采气提供了新的解决方法。
【IPC分类】E21B43/00
【公开号】CN104912520
【申请号】CN201410093641
【发明人】冯立杰, 翟雪琪, 王金凤, 潘云波, 岳俊举, 卢明, 张博, 王延锋, 王亚州, 安云飞, 刘振峰, 张世斌, 王宇彬
【申请人】郑州大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年3月14日