[發明專利]一種多分支水平井分支參數的確定方法

在審

• 申請號: 201310470084.0
• 申請日: 2013-09-28
• 公開（公告）號: CN103485773A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 肖亞寧;柴學周;宋志敏;劉同吉;呂閏生;倪小明;馮培文;周文豪
• 申請（專利權）人: 山西潞安環保能源開發股份有限公司;河南理工大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21F7/00
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技術領域

本發明涉及的是一種煤氣層開采工藝技術方法，具體涉及一種多分支水平井分支參數的確定方法。

背景技術

隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，對能源需求量以及環境質量的要求越來越高。致使煤礦瓦斯的處理由直接排空向高效利用轉變，不僅可以減少直接排空造成的環境污染以及給煤礦安全生產帶來的威脅，而且可以作為一種新資源，在一定程度上彌補常規資源的不足。瓦斯的開采主要是以井下瓦斯抽采和地面抽采為主，其中地面瓦斯抽采以其抽采濃度高、抽采時間長、消突效果好而得到了快速發展。

地面瓦斯抽采包括直井抽采和水平井抽采，其中水平井抽采以其產氣量高、有效控制范圍大而得到快速發展。進行多分支水平井施工時，合理的分支設計不僅可以有效減少施工工程量，而且可以對控制范圍內的瓦斯進行有效抽采，減少瓦斯抽采的重疊區和盲區，達到節約成本、提高經濟效益的目的。但是在現場實際施工過程中，目前的分支參數設計大部分是基于現場經驗或數值模擬軟件，數值模擬軟件大多來自國外，國外地質條件與中國地質條件的差異性導致煤儲層本身屬性存在較大差異決定了采用數值模擬軟件模擬結果與實際結果存在較大差異，依據現場經驗導致人為干預性過大。分支井工程投資大，風險更高，若參數設計不合理，容易導致分支不能對開采范圍內的瓦斯進行有效抽采，存在抽采盲區或重疊區，若存在重疊區無形中造成了施工浪費，若存在抽采盲區瓦斯不能有效降低，對瓦斯實際情況把握不準，可能進一步加大了瓦斯突出的可能性。因此迫切需要一種工藝方法，可以根據儲層實際情況，對主支長度、主支與分支的角度、分支長度等參數進行優化并確定，以便更有效的減少抽采盲區和重疊區，降低開發成本，最大限度的提高經濟效益。

發明內容

本發明目的是針對多分支水平井施工過程中分支參數設計主要依靠現場經驗或數值模擬等方法，容易造成抽采的盲區或重疊區問題，提出了一種多分支水平井分支參數確定的工藝方法，通過該工藝可以根據不同區域儲層特征、構造等情況對多分支井的主要參數進行確定，降低了開發風險，最大限度的提高了經濟效益。

本多分支水平井分支參數的確定方法主要包括以下四個步驟：1.主支方位的確定，2.分支角度的確定，3.分支數目的確定和4.分支長度的確定；其中，所述步驟1中主支方位的確定的方法為當煤儲層原始滲透性比較好時，孔裂隙較發育，具有較好的方向性，此時主支方向應與主裂隙方向平行或者近似平行，通過分支將主裂隙串聯起來。

所述步驟2中分支角度的確定的方法為設煤層中均勻分布著裂隙長度和寬度均一的面割理和端割理，然后忽略鉆進時各支在煤層中的蜿蜒運動，及設鉆進始終在同一平面內進行，且鉆進時各分支與主支的角度始終保持一致；面割理與主支平行，煤層為水平煤層，且在鉆進時各個分支之間的距離相等，接著可以通過啟動壓力梯度來求取排采時各個分支的影響距離，其啟動壓力梯度與煤儲層的滲透率的計算公示如下：

λ＝ak^-b

式中：λ為啟動壓力梯度，MPa/m；a，b為常數，可以由實驗數據擬合求取；k為煤儲層滲透率，mD。

設第i個分支段內壓力下降的最小值為p_i，煤儲層壓力為P，則第i個分支段的影響距離S_i可表示為：

Si=P-Piaiki-bi]]>

在主支的同側，與第i個分支緊挨的第i+2個分支段內壓力下降的最小值為P_i+2，則第i+2個分支段的影響距離S_i+2可表示為：