[發明專利]開采煤層氣的方法

有效

• 申請號: 201911303485.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110886594B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 郭嬋妤;孫杰;梁葉萍;王丹丹;唐朝苗
• 申請（專利權）人: 中國煤炭地質總局勘查研究總院
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/26;E21B43/24;E21B43/114
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 周琦

本發明涉及煤層氣開采技術領域，提供了一種開采煤層氣的方法，從地表向下鉆井至目標煤層，所述鉆井中布設有生產套管，通過溫度高于目標煤層溫度的壓裂液對目標煤層進行分段壓裂；所述生產套管內設置有注熱管和排采裝置；通過所述注熱管向所述鉆井底部注入溫度高于目標煤層溫度的第一液體、所述排采裝置排出第二液體以及所述生產套管獲取煤層氣。與現有技術相比該開采煤層氣的方法能夠顯著提高煤層氣產氣量。

技術領域

本發明涉及煤層氣開采技術領域，特別涉及一種開采煤層氣的方法。

背景技術

煤層氣作為一種重要的非常規天然氣資源，是天然氣新的增長極。大力發展煤層氣在大幅增加天然氣供給，保障國家能源安全的同時，也將直接促進能源結構向低碳型優化。我國煤層氣資源量約30萬億立方米，儲量豐富，但我國煤層氣資源賦存條件復雜，表現為“三多三低”特征，即多期生氣、多源疊加、多期改造的“三多”特征和滲透率低、儲層壓力系數低、含氣飽和度低的“三低”特征。

復雜的地質條件嚴重制約了我國煤層氣產業的發展，我國平均直井單井產能不足1000m³/d，如何快速提高煤層氣井產氣量是煤層氣產業突破的關鍵。國內外常采用的低滲透煤儲層增透增產方式有采動卸壓、超聲激勵、注氣開采、水力壓裂等，取得了一定的增產效果，但還是基于Langmuir等溫吸附曲線，在等溫條件下的增透增產措施，總體產量較低。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術缺陷和應用需求，本申請提出一種開采煤層氣的方法，以解決現有的煤層氣井產氣量低下的問題。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提供一種開采煤層氣的方法，包括：

從地表向下鉆井至目標煤層，所述鉆井中布設有生產套管，通過溫度高于目標煤層溫度的壓裂液對目標煤層進行分段壓裂；

所述生產套管內設置有注熱管和排采裝置；

通過所述注熱管向所述鉆井底部注入溫度高于目標煤層溫度的第一液體、所述排采裝置排出第二液體以及所述生產套管獲取煤層氣。

其中，所述鉆井采用分段鉆井，具體按如下步驟：

直井段鉆井：一開采用Φ311.1mm鉆頭鉆至基巖面下20m，下入Φ244.5mm表層套管，固井水泥漿返至地面；二開水平段采用Φ215.9mm鉆頭鉆至設計井深完鉆，下入Φ139.7mm生產套管，固井水泥漿返至井口；

水平井段鉆井：一開采用Φ444.5mm鉆頭鉆至基巖面下20m，下入Φ339.7mm表層套管、固井候凝，水泥漿返至地面；二開采用Φ311.1mm鉆頭鉆至著陸點，下入Φ244.5mm技術套管后固井候凝，水泥漿返至井口；三開水平段采用Φ215.9mm鉆頭鉆至設計井深完鉆，下入Φ139.7mm生產套管后固井，水泥漿返至井口。

其中，所述鉆井后還包括完井固化，所述完井固化按如下步驟進行：

表層套管固井：表層采用內插法全封固的方案，確保井口和套管鞋處的封固質量，水泥漿密度為1.80～1.90g/cm³；初凝時間60min，環境條件為20℃×0.1MPa；水泥漿做24小時抗壓強度試驗，抗壓強度3.5MPa；

技術套管固井：水平井技術套管固井：采用一次注水泥漿全封固井，水泥漿密度1.80～1.90g/cm³返至地面；水平井尾管固井：采用一次注水泥全井封固固井工藝，密度1.80～1.90g/cm³返深至井口。

其中，所述排采裝置包括電機、油管、抽油桿和螺桿泵；

所述油管的下部位于所述生產套管內，形成管套環空；所述抽油桿的下部位于所述油管內，形成桿管環空；