[發明專利]單井眼煤層氣多分支水平井鉆井及完井方法

有效

• 申請號: 201310334092.2
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103422812A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 黃福標;王亞軍;凱文·戴格海爾德;王賢濤
• 申請（專利權）人: 奧瑞安能源國際有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/20;E21B23/08
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

技術領域

本發明涉及煤層氣開發領域，特別是一種單井眼煤層氣多分支水平井鉆井及完井方法。

背景技術

目前煤層氣水平井開采井型有兩種主要井型，分別為多分支水平井和U型井。

多分支水平井是指在地面的一個井場先施工一口直井，然后在距離該直井一定距離的井場施工一口水平井，水平井在目標煤層與直井連通后沿煤層繼續鉆進形成多個水平井分支。生產時在直井中下入排采設備，利用水平井提供煤層的排水、減壓、解析通道進行排水采氣。該多分支水平井在鉆直井過程中，需要鉆60米左右的口袋，用以收集在排采過程中產生的煤粉、煤塊等，以減少檢泵時間，并減小井底激動壓力的波動。

U型井是指在地面的一個井場先施工一口直井，然后在距離該直井一定距離的井場施工一口水平井，水平井在煤層中鉆進一段距離后與該直井連通，水平井提供煤層的排水、減壓、解析通道，直井中下入排采設備進行排水采氣，該型開采井直井一般有60米左右的口袋，用以收集在排采過程中產生的煤塊、煤粉等，以減少檢泵時間，并減小井底激動壓力的波動。

因此，現有的水平井系統都需要在兩個井場施工兩口井眼，故占地面積大，水平井與直井連通完成后需要將水平井的部分井段封填，這不但增加了鉆井成本，而且造成資源浪費。同時，由于在鉆直井過程中需要鉆口袋，這也增加了人力、物力、財力成本。另外，地面以下無法在直接觀察下進行水平井與直井的連通，增加了鉆井施工的技術難度。

另外，目前已有的多分支水平井的鉆井程序及完井方式中存在以下的問題需要解決：

第一、由于目的煤層的不穩定性非常普遍，在鉆井期間出現脫落、掉塊、甚至坍塌現場，極易造成井眼堵塞，對后期排采施工持續影響，減少煤層氣排采壽命，這一直是制約煤層氣行業發展的瓶頸。

第二、由于現有的多分支水平井的鉆井順序是先鉆最遠的分支，逐漸后退至次遠的分支，最終鉆中心分支，這種鉆井方式決定了即使下入起支撐作用的套管也只能下到各分支中的其中一個分支，且不能確定下入到哪一支分支里，故只能保證一個分支的生產持續性。

第三、由于現有多分支水平井生產成本高，目前的多分支水平井很難在所有的分支中下入篩管并且保證各分支可以相連通，當未下入篩管的分支井眼在排采過程中出現垮塌時，已鉆的通道堵塞從而不能滿足氣藏獲得足夠的產氣的通道，影響到單井的產氣量，無形中加大了生產成本。

第四、由于產層的結構、儲層壓力、含水量、滲透性及孔隙性等諸多參數影響，在煤層氣生產，尤其是中階煤及低階煤的煤層氣生產中，受中、低階煤層成巖性差且軟的特性，裸眼完井的方法極易導致井眼煤層垮塌，影響單井產氣量。

第五、當各水平分支中的某一分支上任一點出現垮塌時，可能會發生距井口最近點的垮塌將距井口遠端的分支井眼堵塞，從垮塌點至分支未端的此段產層對單井的產氣量無法直接做出貢獻，直接影響到單井的產量下降。

發明內容

本發明的一個目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種占地面積小，成本低，各水平分支均能下入篩管的單井眼煤層氣多分支水平井鉆井及完井方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

根據本發明的一個方面，本發明提供一種單井眼煤層氣多分支水平井鉆井及完井方法，包括如下步驟：自地面開始依次鉆設直井段、造斜段、穩斜段、增斜段，所述增斜段的末端到達目標煤層，再沿著所述目標煤層依次鉆設水平段的至少一支水平分支，所述至少一支水平分支的一端直接或間接連接于所述增斜段，另一端為自由端，使所述水平分支的井斜角大于或等于所述穩斜段及增斜段上任一點的井斜角，并且每鉆完一段水平分支，便在該段水平分支內下入篩管，篩管與水平分支之間具有環形間隙，其中所述穩斜段上部分用于安放排采設備，所述排采設備下方的穩斜段部分及增斜段用作口袋。

由上述技術方案可知，本發明的優點和積極效果在于：

本發明單井眼煤層氣多分支水平井的鉆井方法，只須一個井場，通過一個井眼依次鉆設直井段、造斜段、穩斜段、增斜段和水平段，并使穩斜段具備口袋功能，不必專門鉆設口袋以及直井，省去了水平井與直井連接的麻煩。因此本發明的鉆井方法減少了井場占地，降低了鉆井成本，并避免了現有技術中因水平井和造斜段廢置而造成的資源浪費。