[發明專利]U型井風力運移卸壓消突方法

在審

• 申請號: 201410093855.3
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104912587A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 馮立杰;王金鳳;翟雪琪;岳俊舉;張博;盧明;王延鋒;王宇彬;秦穎;潘云波;張璐瑤;杜雪珂
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及松軟、低滲、高突煤儲層的瓦斯消突領域，尤其適合于煤質松軟、在壓力作用下易流動的煤層。

背景技術

煤層氣是煤的伴生礦產資源，是一種非常規天然氣，主要以吸附狀態的形式自儲在煤層中，這種氣體是煤礦地下開采中煤與瓦斯突出潛能的重要組成部分。我國很大一部分礦井的開采深度大，瓦斯含量高，瓦斯壓力大，煤層透氣性低，危險性隨著開采深度的增加而增加。因此，需要采用深井煤層氣開采方法卸壓抽采瓦斯，才可有效保障煤炭開采的安全性。由于我國的煤層氣儲層普遍表現為低壓、低滲和低含氣飽和度的“三低”特征，使得常規的地面直井開采技術在我國的煤層氣開發中逐漸顯現出不足，無法取得預期成效。而煤層氣開發實踐證明水平井可有效地導通煤儲層的裂隙系統，增加氣、水導流能力，大幅度提高單井產量和采收率，是開發低壓、低滲地區煤層氣資源的有效手段，而水平對接井以其合理的井身結構和獨特的完井方式，更適宜于中國大多數煤儲層條件的煤層氣開發。

發明內容

本發明的目的在于提出一種U型井風力運移卸壓消突方法。該方法使用簡單、卸壓范圍大，能夠有效消除高瓦斯、低透氣性煤層突出的危險性。

本發明的目的可通過下述技術措施（步驟）來實現：

（1）在預定位置鉆設排采井，該井由地面鉆進，至目標煤層，煤層頂板以上套管完井，在排采過程中，排采井的井口用裝置密封。

（2）在距離排采井適當距離處鉆設直井段至目標煤層，煤層頂板以上套管完井。

（3）通過常規鉆進手段定向鉆得水平段，通過造斜段實現與排采井的對接連通，在水平段下放篩管，保證對接段暢通，防止堵塞，篩孔宜大，以減少流體阻力，直井段與水平段相交處，利用環封裝置將篩管與水平段進行隔離密封。

（4）在篩管頂端加裝活塞封頭，材料應有自潤滑性，活塞封頭的移動由與封頭連接的連續油管控制，作用是通過連續油管移動封頭位置，將篩管分段，可實現分段沖刷作業，形成卸壓空間，實現卸壓消突的目的；也可不裝連續油管，提前封堵篩管一端，整體沖刷作業。

（5）利用在直井段井口處設置大功率風動工具，注入大流量高壓空氣，通過篩孔沖刷煤粉，形成煤氣混合物，并通過排采直井排至地面，直井段加裝密封器，密封器下加裝自激式機械式射流脈沖發生器，以提高沖刷效果。

（6）在排采井井口安裝濕式煤氣分離裝置，分離后的煤在沉淀池中沉淀，煤層氣被收集儲存到煤層氣抽采設備。

（7）如果煤氣混合物沖出地面不流暢，可在排采直井中通過射流提升等外力手段提升。

應當說明的是，該發明中所述的注氣和出氣井可以互換；所述可以實現多個水平井與一個直井對接，應視地質條件確定水平對接距離和水平井空間布局。

本發明的有益效果如下：

本發明所采用的U型井風力運移卸壓消突方法，在水平段利用活塞封頭移動實現水平井分段作業，采用高壓氣體沖刷、噴射、運移的方法來獲得和擴大水平段卸壓通道，使周圍煤體受到塑性破壞，強度明顯降低，通過高壓射流沖擊掏穴，在煤層段形成更大腔體，擴大卸壓空間，實現了煤層的消突，同時縮短了施工周期，有利于降低煤儲層傷害，增加煤層透氣性，給煤層內部卸壓、煤層氣釋放和流動創造有利條件，增加了煤層氣的卸壓效率。

附圖說明

圖1為本發明風力運移沖刷前的對接井示意圖；

圖2為本發明風力運移沖刷后的對接井示意圖；

圖3為本發明對接井風力運移采氣過程示意圖；

圖4為本發明直井和對接井整體結構俯視圖。

圖中標記為：1：地面；2：目標煤層；3：水平段；4：造斜段；5：密封裝置；6：濕式煤氣分離裝置；7：儲氣裝置；8：排采直井；9：阻燃劑補給裝置；10：大功率風動工具；11：直井；12：活塞封頭；13：篩孔；14：篩管；15：連續油管；16：環封。

圖中實線箭頭為氣流方向。

具體實施方式

本發明以下將結合一個實施例（附圖）作進一步描述：

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發明的U型井風力運移卸壓消突方法具體實施步驟如下：

（1）在預定位置鉆設排采井，該井由地面鉆進，至目標煤層底板，煤層頂板以上套管定井，在排采過程中，排采井的井口用密封裝置密封。

（2）在距離排采直井的適當距離處鉆設直井段至目標煤層底板，在直井段套管定井。