[發明專利]一種煤層開采方法及結構

在審

• 申請號: 201410315016.1
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104453792A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 易同生;葉姜;趙霞;金軍;周效志;趙凌云;白利娜;羅開艷;陳捷;高為;曾家瑤
• 申請（專利權）人: 貴州省煤層氣頁巖氣工程技術研究中心
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/26
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠

技術領域

本發明涉及一種煤層開采方法及結構，屬于煤層氣開采技術領域。

背景技術

為了提高地面煤層氣開采產量，我國煤層氣地面開采技術由單一的直井開發朝著多分支水平井、遠端對接井及從式井等多樣化鉆采技術體系發展。然而由于煤層結構不穩定，在后續的排采過程中，水平段井眼容易坍塌，從而造成井眼堵塞，進而影響煤層氣產量。針對這一問題，目前還沒有解決的辦法。

發明內容

本發明的目的是：提供一種煤層開采方法及結構，通過橫井設置在煤層頂板的圍巖處，減低了水平段鉆進過程中的坍塌風險，也避免了今后排采過程中井壁坍塌問題，在圍巖層水平段實施了多級壓裂作業，確保了儲層改造范圍，保障了今后高產氣量，從而克服現有技術的不足。

本發明的技術方案

一種煤層開采方法，包括從地面開直井鉆到巖層，在圍巖層間開設與煤層平行的橫井，橫井設置完成后利用井下工具，下入橋塞和射孔聯作管串，坐封橋塞后實施射孔，上提射孔聯作管串，實施壓裂作業，重復上述步驟成其余段的橋塞封隔、射孔和壓裂作業，形成在橫井內實現多級裂壓，利用鉆具鉆開橋塞，再下排采工具實施排液采氣作業。

前述的煤層開采方法中，射孔槍與橋塞一通過射孔聯作管串連接，通過井下工具把射孔槍與橋塞一放入橫井指定位置，此時膨脹橋塞一以實現對橫井的封堵，然后利用射孔槍對橫井進行射孔使得橫井與煤層間形成裂縫，然后向裂縫中充滿砂石形成壓裂作業，完成后把射孔槍和射孔聯作管串取出，再加入橋塞二放入橫井內，橋塞二與橋塞一的間隔保持在40m～100m，然后膨脹橋塞二以實現對橫井的封堵，然后射孔并填充砂石形成壓裂作業。同樣方式完成其他段工序。

前述的煤層開采方法中，上述方法具體工藝為：

步驟一、直井與橫井制作，即在地面與圍巖層間鉆設直井，在圍巖層間鉆設橫井；

步驟二、第一段射孔及壓裂，第一段無需橋塞，只需采用射孔槍放置在指定位置，然后射孔，在橫井與煤層間形成裂縫，在裂縫間填充砂石形成壓裂作業；

步驟三，第二段射孔及壓裂，通過橫井下放橋塞、射孔聯作管串及射孔槍，射孔槍距離第一段裂縫距離為40m～100m，膨脹橋塞實現橋塞座封，然后射孔形成裂縫，填充砂石形成第二段壓裂作業；

步驟四，同樣方式，完成其余段的橋塞封隔、射孔及壓裂；

步驟五，采用連續油管鉆除橋塞，再下排采工具實施排液采氣作業。

前述的煤層開采方法中，該射孔工藝采用最大應力方向上實施定向射孔技術，且射孔方向且朝向煤層，確保壓裂過程中實現煤層中裂縫有效擴展。

一種煤層開采結構，包括從地面設置帶巖層位置的直井和在巖層位置的橫井，在直井與橫井間設有彎井，在橫井與煤層間設有至少2個裂縫層，在裂縫層間充滿砂石。

前述的多煤層合采結構中，所述裂縫層間距為40m～100m。

由于采用上述技術方案，與現有技術相比，本發明通過在圍巖層設置橫井，減低了水平段鉆進過程中的坍塌風險，也避免了今后排采過程中井壁坍塌問題，然后在橫井內通過射孔槍及橋塞實現對煤層的多久封隔、射孔及壓裂，提高了煤層內部氣水流狀況，提高了煤層產量。

附圖說明

附圖1為本發明中直井與橫井結構示意圖；

附圖2為本發明中射孔槍橋塞安裝位置；

附圖3為本發明中射孔槍射孔及橋塞膨脹裂壓過程；

附圖4為本發明最后形成結構

附圖中的標記為：1-直井、2-橫井、3-彎井、4-裂縫層、5-砂石、6-圍巖層、7-煤層、8-射孔槍、9-射孔聯作管串、10-橋塞。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步的詳細說明，但不作為對本發明的任何限制。

本發明的實施例：一種煤層開采方法，該方法從地面開直井鉆到圍巖層，在圍巖層間開設與煤層平行的橫井，其特征在于：橫井設置完成后利用井下工具，下入橋塞和射孔聯作管串，坐封橋塞后實施射孔，上提射孔聯作管串，實施壓裂作業，重復上述步驟成其余段的橋塞封隔、射孔和壓裂作業，形成在橫井內實現多級裂壓，利用鉆具鉆開橋塞，再下排采工具實施排液采氣作業。