[發明專利]一種煤層氣T型穿采空區短水平井施工方法

在審

• 申請號: 201811135500.0
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109403923A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 張江華;張永成;李德慧;徐云;劉亮亮;張為;秦玉霞;王越;白楊
• 申請（專利權）人: 山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B7/04;E21B33/138
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

本發明屬于煤層氣采空區井開采技術領域，具體是一種煤層氣T型穿采空區短水平井施工方法。包括以下步驟，1）一開利用鉆桿驅動鉆頭一開孔至基巖，并下表層套管固井，水泥上返至地面。2）二開鉆進煤層采空區底板以下22m，然后上提空氣潛孔鉆，下入牙輪鉆頭滑眼，全井無阻礙后下入二層套管，封固二層套管底口，在二層套管與井壁間水泥固井。3）三開利用鉆頭常規泥漿鉆進，孔口安裝防噴器，鉆穿下組煤層底板下方50m后完鉆，下入內層套管，在內層套管于井壁間水泥固井返探至采空區底板，水泥侵入破碎帶，候凝完井。4）2#煤層段和3#煤層段，利用單根的鉆桿加柔性短節構成鉆具組合鉆進，鉆進方向沿著平行于上覆采空區方向鉆進。

技術領域

本發明屬于煤層氣采空區井開采技術領域，具體是一種煤層氣T型穿采空區短水平井施工方法。

背景技術

礦區瓦斯含量較高，大都為煤與瓦斯突出礦井，且隨著淺部資源的枯竭，煤炭開采轉向深部，瓦斯突出問題更為嚴重。由于原煤瓦斯含量較高，下組煤的煤層氣地面抽采迫在眉睫。根據已有煤層氣井含氣量測試結果顯示，煤層噸煤瓦斯含量多在20m3以上，根據含氣量隨埋深遞增的規律，下組煤瓦斯含量應高于原煤層，提前對其他煤層進行地面煤層氣抽采，對于降低開采原煤層時鄰近層涌出量和開采其他煤層時本煤層涌出量具有重要意義。

直井穿越采空區井型是一種低成本的穿越采空區施工工藝，但是完井，必須進行壓裂改造，才能進行抽采；采用水平井抽采卸壓區下伏煤層，井口必須在煤柱區域布置，保證直徑段和造斜段在煤柱區域鉆進施工，如無合適的煤柱區域，則無法布置常規水平井。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提供一種煤層氣T型穿采空區短水平井施工方法。

本發明采取以下技術方案：一種煤層氣T型穿采空區短水平井施工方法，包括以下步驟，

1）一開利用鉆桿驅動φ444.5mm鉆頭一開孔至基巖，并下φ377.7mm表層套管固井，水泥上返至地面。

2）二開采用φ311.lmm鉆進煤層采空區底板以下22m，然后上提空氣潛孔鉆，下入φ311.lmm牙輪鉆頭滑眼，全井無阻礙后下入φ244.5mm二層套管，封固二層套管底口，在二層套管與井壁間水泥固井，水泥侵入破碎帶，候凝，施工過程中，二開孔的頂口通過水泥上返封堵形成密封區。

3）三開利用φ215.9mm 鉆頭常規泥漿鉆進，孔口安裝防噴器，鉆穿下組煤層底板下方50m后完鉆，下入φ139.7mm內層套管，在內層套管于井壁間水泥固井返探至采空區底板，水泥侵入破碎帶，候凝完井。

4）2#煤層段和3#煤層段，利用單根長度0.15m的鉆桿加柔性短節構成鉆具組合鉆進，鉆進方向沿著平行于上覆采空區方向鉆進。

與現有技術相比，本發明取代常規水平井，在無合適的煤柱區域，可以在采空區布置T型穿采空區井。柔性鉆具超短半徑開窗技術相對常規側鉆井，窗口長度3-5m。使用T型鉆井技術開窗后形成的窗口大小為20cm左右，近似一個圓孔，對套管的損害降到最低。該T型鉆井技術，水平鉆進軌跡可控、可測，拐彎半徑為1.5至1.8米，單側水平段長度最大可達200m，且最大上傾角度可達45°。

附圖說明

圖1為短水平井結構圖；

圖中1-一開，2-二開，3-三開，4-采空區，5-1#煤層段，6-2#煤層段。

具體實施方式

如圖1所示，一種煤層氣T型穿采空區短水平井施工方法，包括以下步驟，

1）一開利用鉆桿驅動φ444.5mm鉆頭一開孔至基巖，并下φ377.7mm表層套管固井，水泥上返至地面。