[發明專利]洞穴井系統

無效

• 申請號: 200680027672.5
• 申請日: 2006-05-31
• 公開（公告）號: CN101233293A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: C·A·普拉特;D·P·西姆斯
• 申請（專利權）人: CDX天然氣有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/04;E21B43/12;E21B43/30
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 劉佳

相關申請的參照

本申請要求2005年5月31日提交的美國專利申請第11/141,335號的優先權。

技術領域

本發明總的涉及進入地下區域。

背景技術

煤的地下沉積物包含大量夾帶著的甲烷氣體。當能夠以有用的量來產生這種作為自然資源的氣體時以及當這種氣體出現在計劃或正在采煤的區域時，這種氣體的產生都是合乎需要的。然而，大量的障礙物阻礙了煤層中甲烷氣體沉積物的集中開發和使用。

從煤層中產生甲烷氣體的最主要的問題是煤中氣體的開采效率。煤的開采效率會顯著變化，在開采效率較低的煤中，垂直井的開發只從井周圍獲得少量氣體。此外，一些煤沉積物不適于通常用來從巖層中增加氣體產生的壓力斷裂和其它方法。結果，一旦產生了容易從煤層中的垂直井筒排放出來的氣體，在一些煤中進一步的產生就在量上受到限制。此外，煤層通常與地下水相關聯，地下水必須從煤層中排放出來以產生甲烷。

曾經嘗試了水平鉆井模式以使暴露于鉆頭的煤層量得以擴大，以便提取氣體。然而，這種水平鉆井技術需要使用圓角式井筒，該圓角式井筒很難從煤層中去除夾帶的水。在很多情況下，從垂直井筒中泵送水比從水平或圓角式井筒中泵送水更加有效和便宜。

基于與垂直井筒中的洞穴相交的水平井筒的系統結合了水平排放模式的效率與從垂直井筒中泵送水的優點。可通過使用各種技術安裝的接頭而將通常安裝成提高井筒的結構整體性的襯管連接于有襯管的井筒之間的相交處。

發明內容

本發明提供一種用于從地面進入地下區域的改進的方法和系統。在一個方面，本發明提供一種聯接至井筒型式的樞接(articulated)井筒，該井筒型式可從地面進入大的地下區域。井筒型式包括兩個或多個井筒，其中的一個或多個井筒在一些情況下可以加襯。在所示的實施例中，樞接井筒和井筒型式可以聯接至垂直井筒。垂直井筒允許有效地去除(例如，通過泵送流體、通過使用氣舉、或者通過從井中的自流)和/或產生夾帶的水、碳氫化合物和其它沉積物。在一些所示的實施例中，樞接井筒和井筒型式可以聯接至洞穴，該洞穴用作多個加襯井筒之間的接頭。在一些所示的實施例中，用砂礫(例如，礫石的疏松混合物、巖石碎片、或其它合適的填料)充填洞穴。

在另一方面，一種用于進入地下區域的方法包括：形成聯接至地面的地下洞穴；以及形成至少部分地延伸入地下區域且與洞穴相交的多個基本水平的井筒。

在另一方面，一種用于進入地下區域的系統包括：地下洞穴，該地下洞穴聯接至地面；以及多個基本水平的井筒，這些井筒至少部分地延伸入地下區域且與洞穴相交。

在另一方面，一種進入煤層的方法包括：形成洞穴，該洞穴在煤層附近且聯接至地面；用砂礫充填洞穴的至少一部分；以及從洞穴產生流體至地面。術語在煤層或區域“附近”這里是指靠近煤層或區域、或與煤層或區域相交。

在另一方面，一種用于進入煤層的系統包括：洞穴，該洞穴在煤層附近且聯接至地面；以及其中，用砂礫充填洞穴的至少一部分。

在一些實施例中，形成洞穴可包括：在地下區域附近形成洞穴(例如，包括基本圓柱形部分的洞穴)。形成聯接至地面的地下洞穴，形成從地面延伸的第一井筒(例如，基本垂直的井筒)，并且在該井筒中形成洞穴。

在一些情況下，形成至少部分地延伸入地下區域且與洞穴相交的多個基本水平的井筒包括：形成從地面延伸至地下區域附近的樞接井筒(例如，與第一井筒水平偏置的樞接井筒)，以及從樞接井筒處形成多個基本水平的井筒。第一井筒和樞接井筒可從地面延伸穿過入口井筒。在一些情況下，地下區域可以是煤層的一部分。在一些情況下，水平井筒可以是水平排水井筒(例如，井筒帶有適于使流體在襯管內部和洞穴之間連通的襯管)。

在一些實施例中，這些方面還可以包括在多個基本水平的井筒中的兩個或多個中安裝襯管。在一些情況下，這些襯管可以終止于洞穴附近。在其它情況下，襯管中的至少一個橫穿洞穴。

在一些實施例中，諸方面還可包括用砂礫充填洞穴的至少一部分。

在一些實施例中，這些方面還可包括將流體從洞穴穿過第一井筒提取至地面。在一些情況下，提取流體包括：形成人工升舉(例如，泵送流體或使用氣舉)以將流體從洞穴提升至地面。在一些情況下，系統可包括第一井筒中的泵入口。

為了清楚地描述，本發明的諸方面的以上描述可在全文中包括語言表達上的要素(例如，聯接至地面)。這種語言不能理解為各方面的要素。

在附圖和下面的描述中闡述了本發明的一個或多個實施例的細節。從說明書、權利要求書和附圖中，本發明的其它特征、目的和優點將會變得顯而易見。

附圖說明