[發(fā)明專利]一種復(fù)合井網(wǎng)式煤層氣開采方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310191380.7
• 申請(qǐng)日: 2013-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN103256025A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙昱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 趙昱
• 主分類號(hào): E21B43/00
• 分類號(hào): E21B43/00;E21B43/26;E21B43/267;E21B43/30
• 代理公司: 北京太兆天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11108
• 代理人: 張韜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤層氣的開采方法，具體涉及一種復(fù)合井網(wǎng)式煤層氣開采方法，屬煤層氣開采方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤層氣是一種自生自儲(chǔ)的非常規(guī)天然氣,它的開發(fā)和利用對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)、環(huán)境保護(hù)和煤礦安全均具有重要意義。我國(guó)煤層氣資源遍布全國(guó)，埋深小于2000m的煤層氣資源總量為22.5×10¹²m³,具有廣闊的開發(fā)前景。雖然我國(guó)煤層氣的儲(chǔ)藏量較大，但是與美國(guó)相比，我國(guó)絕大多數(shù)的煤層氣儲(chǔ)藏開采條件困難，普遍性的難點(diǎn)為：

1.低滲透率：煤層裂隙發(fā)育不完善，煤層原始滲透率低，與美國(guó)圣胡安盆地煤層滲透率1～50mD相比，我國(guó)難采煤層氣區(qū)塊滲透率僅為0.1～0.5mD，無強(qiáng)制作用下煤層氣溢出速度緩慢。

2.欠飽和吸附煤層：地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化頻繁，導(dǎo)致特定階段煤層氣溢出地面，或者煤系發(fā)育不完全導(dǎo)致煤層氣含量不豐富。目前已發(fā)現(xiàn)的煤層氣高產(chǎn)富集區(qū)塊均為高吸附飽和度，如圣胡安盆地為90%～98%，黑勇士盆地為92%～99%，沁水煤層氣田為85%～95%，而我國(guó)難采煤層氣區(qū)塊煤層氣吸附飽和度則低于30%。

3.難壓儲(chǔ)層，有效地應(yīng)力高企：煤層有效地應(yīng)力低的地區(qū)，其煤層滲透率比相同條件下的高應(yīng)力區(qū)的煤層滲透率要高，煤層有效地應(yīng)力愈大，其壓裂難度愈大，煤層壓裂后裂隙閉合速度越快。而我國(guó)難采煤層氣區(qū)塊有效地應(yīng)力相對(duì)較高，與圣胡安盆地高產(chǎn)區(qū)域地應(yīng)力為3～8MPa，我國(guó)難采煤層氣區(qū)塊有效地應(yīng)力為12～15Mpa以上。

4.煤層結(jié)構(gòu)碎裂，煤質(zhì)較軟：長(zhǎng)期地質(zhì)擾動(dòng)造成煤層反復(fù)擠壓造成煤層內(nèi)顆粒狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致煤層整體抗壓性較差，在壓裂后形成的煤層裂隙穩(wěn)定性較差。

以上均是阻礙我國(guó)難采煤層氣區(qū)塊煤層氣開發(fā)較為常見的技術(shù)難題。

現(xiàn)階段的煤層氣鉆井技術(shù)主要包括：定向多分枝水平鉆井、直井、裸眼井等，經(jīng)過多年的實(shí)踐，在難采煤層氣開發(fā)過程中，這幾種技術(shù)方式都遇到了一些困難。定向多分支水平井雖然可以貫穿較大的井田面積，但是也有鉆井成本高、無法使用體積壓裂方式形成裂隙數(shù)量少的缺點(diǎn)，多適用煤層氣儲(chǔ)藏條件較好、煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單和煤層硬度和完整度較好的區(qū)塊。常規(guī)直井或裸眼井，雖然有鉆井成本較低的優(yōu)點(diǎn)，但是也有單井控制面積小，產(chǎn)氣量不穩(wěn)定，單井產(chǎn)氣量小的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種復(fù)合井網(wǎng)式煤層氣的開采方法。

本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明煤層氣開采方法是在煤層氣開發(fā)盤區(qū)內(nèi)通過施工一定數(shù)量定向水平井、常規(guī)直井和裸眼井，在煤層氣開發(fā)盤區(qū)內(nèi)構(gòu)造井網(wǎng)，此后在井網(wǎng)構(gòu)造完成后，采用高壓射流加砂壓裂與常規(guī)壓裂技術(shù)相結(jié)合的壓裂方式在煤層氣開發(fā)盤區(qū)內(nèi)形成更多的水平裂隙和垂直裂隙，實(shí)現(xiàn)盤區(qū)內(nèi)煤層氣的充分開發(fā)。

井網(wǎng)構(gòu)造方式如附圖一所示，在盤區(qū)內(nèi)中施工一條水平定向井，定向井在穿越煤層頂板進(jìn)入煤層后，在煤層內(nèi)改為水平鉆進(jìn)，形成一條煤層內(nèi)的水平通道，在水平定向井水平段上方布置2-10口裸眼井，定向井水平段穿過最后一口裸眼井后將繼續(xù)向前延伸50－600米，優(yōu)選100-400米。裸眼井之間間隔為100-400米，在水平定向井軌跡及其貫通的裸眼井兩側(cè)布置直井，直井?dāng)?shù)量為裸眼井的1-2倍，直井之間間隔為100-400米。兩側(cè)直井與定向井水平段軌跡垂直距離為100-400米。

所述井網(wǎng)式開發(fā)井身結(jié)構(gòu)及鉆井方法優(yōu)選如下：

井網(wǎng)中水平定向井鉆井方法：

一開用φ311mm牙輪鉆頭鉆進(jìn)至40.00-100.00m；

二開采用φ215.9mm牙輪鉆頭造斜鉆進(jìn)至煤層頂板，下入φ177.8mm石油套管，固井水泥返高200米以上；

三開用φ152.4mm牙輪鉆頭定向至定向井軌跡終點(diǎn)處，下入φ114.3mm高壓玻璃鋼石油篩管或石油篩管。

井網(wǎng)中直井鉆井方法:

一開Φ311mm鉆頭鉆過表層至40-100米，下Φ244.5mm表層套管固井；

二開Φ215.9mm鉆頭鉆至煤層底板下40-80米,下入Φ139.7mm技術(shù)套管固井，在直井套管固井水泥返高在煤層以上200米。水泥優(yōu)先使用低密度水泥漿，可減少固井水泥對(duì)煤層的污染，從而保證了后續(xù)射彈和壓裂的效果和煤層氣通道的穩(wěn)定、暢通。

井網(wǎng)中裸眼井鉆井方法:

一開Φ311mm鉆頭鉆過表層40-100m，下Φ244.5mm表層套管固井；