[發明專利]考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法

有效

• 申請號: 201810151631.1
• 申請日: 2018-02-14
• 公開（公告）號: CN108518209B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 孟尚志;楊剛;侯冰;郭小鋒;吳翔;郭暉;張紅杰;張林強
• 申請（專利權）人: 中聯煤層氣有限責任公司;中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 孫海波

1.一種考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其按照先后順序包括以下步驟：

步驟一：對模擬區塊的井身結構進行統計分析，確定該區塊定向井的井斜角范圍；加工具有一定井斜角的模擬井筒；

步驟二：將試樣模具放置在水平面上，在試樣模具的底面中心開設圓孔；以穿過該圓孔并與該試樣模具底面垂直的線為基準線，按照一定方位角將模擬井筒的井筒頭朝下放置在圓孔中；

步驟三：將水泥、石英砂按照一定比例混合均勻，向混合物中加入水進行攪拌，形成水泥漿；將該水泥漿澆筑在試樣模具的底層，即形成煤系產層組的巖石層；

步驟四：將水泥、石英砂、煤粉按照一定比例混合均勻，向混合物中加入水進行攪拌，形成含煤泥漿；配制至少十份含有不同比例煤粉的含煤泥漿，按照煤粉比例從小到大的順序逐層澆筑在試樣模具的中間層，即形成煤系產層組的過渡帶；

步驟五：將水泥、石英砂、煤粉按照一定比例混合均勻，向混合物中加入水進行攪拌，形成含煤泥漿；將該含煤泥漿澆筑在試樣模具的頂層，并在該含煤泥漿中插入若干個相互垂直的石蠟薄片，即形成煤系產層組的煤巖層；

步驟六：靜置、干燥、成型后即可得到考慮過渡帶的煤系產層組壓裂物模試樣；將物模試樣翻轉后放置在真三軸水力壓裂試驗機上，此時模擬井筒的井筒頭朝上；

步驟七：將支撐劑放入水中充分攪拌，并在攪拌的同時放入示蹤劑，即可得到壓裂液；將壓裂液注入真三軸水力壓裂試驗機，開展水力壓裂物理模擬試驗，試驗結束后通過示蹤劑記錄裂縫的起裂位置和形態；

步驟八：根據模擬井筒在不同方位角的條件下經過水力壓裂物理模擬試驗產生裂縫的起裂位置和形態，確定適合該區塊的井眼軌跡的方位角。

2.如權利要求1所述的考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其特征在于：所述試樣模具的內腔尺寸為300mm×300mm×300mm或400mm×400mm×400mm。

3.如權利要求1所述的考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其特征在于：所述水泥為復合硅酸鹽水泥，所述石英砂的粒度為80-120目。

4.如權利要求1所述的考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其特征在于：步驟一中，所述模擬井筒包括垂直段和定向段，所述垂直段位于煤系產層組的巖石層中，所述定向段的井眼位于煤系產層組的過渡帶的中間層區域。

5.如權利要求4所述的考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其特征在于：所述模擬井筒的外徑為15-20mm、內徑為10-15mm。

6.如權利要求5所述的考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其特征在于：所述垂直段的長度為40-80mm，所述定向段的長度為80-150mm。

7.如權利要求6所述的考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其特征在于：所述井斜角為30-60°，所述井斜角位于煤系產層組的巖石層中。

8.如權利要求1所述的考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其特征在于：步驟三中，所述水泥漿中水泥與石英砂的體積比為1:1，加入水的質量為水泥和石英砂總質量的15-25％。

9.如權利要求8所述的考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其特征在于：所述水泥漿在所述試樣模具中澆筑的高度為50-100mm。

10.如權利要求1所述的考慮過渡帶的煤系產層組合采井眼軌跡方位角的設計方法，其特征在于：步驟四中，配制十份含煤泥漿，十份含煤泥漿中水泥、石英砂、煤粉的體積比按照煤粉比例從小到大的順序分別為1:1:0.05-0.15、1:1:0.15-0.25、1:1:0.25-0.45、1:1:0.45-0.8、1:1:0.8-1.3、1:1:1.3-1.8、1:1:1.8-2.6、1:1:2.6-3.4、1:1:3.4-3.9、1:1:3.9-4.25。