[發明專利]深部煤層氣多層水平井合采鉆井壓裂協同施工方法

在審

• 申請號: 202210293740.3
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114607318A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 許耀波;杜志強;喬康;鞏澤文;徐建軍;朱文俠
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/14;E21B43/26;E21B43/30
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 袁琳

本發明涉及地面煤層氣開發的技術領域，尤其涉及一種深部煤層氣多層水平井合采鉆井壓裂協同施工方法。包括利用工程井在第一目標煤層施工端部與排采直井相連的第一水平井，利用所述第一水平井壓裂第一目標煤層；封隔第一目標煤層和第二目標煤層之間的排采直井和工程井；利用所述工程井在第二目標煤層施工端部與排采直井相連的第二水平井，利用所述第二水平井壓裂目標煤層；解封第一目標煤層和第二目標煤層之間的排采直井和工程井。因此，本發明能夠大幅提高施工效率、降低工程成本，能夠實現煤層氣多層水平井的分段壓裂強化增產改造，提高水平井組的整體改造效果和產氣效果。

技術領域

本發明涉及地面煤層氣開發的技術領域，尤其涉及一種深部煤層氣多層水平井合采鉆井壓裂協同施工方法。

背景技術

目前我國開發的煤層氣主要產自于埋深低于1000m(大部分低于800m)的淺層煤層，隨著淺埋煤層煤層氣資源的逐漸減少，埋深大于1000m的深埋煤層氣可作為接替資源進行煤層氣開發，以實現煤層氣資源開發的可持續性。由于煤層埋深的增加，目前深部煤層氣直井開發控制范圍小、單位產氣量的鉆探工程量大、開發效率低，而目前的水平井開發只能解決單一目標煤層的鉆井、壓裂施工問題，對于深部多煤層共存的地質條件，逐一進行單層開發施工成本高、施工效率低，無法滿足深部多煤層煤層氣水平井高效開發的需要，因此煤層氣多層水平井合采是未來深部多煤層煤層氣高效開發的發展方向。

現有技術中公開了一種大間距薄煤層群多底水平井分段壓裂高效抽采煤層氣方法(申請號202010347964.9)，該專利方法通過在富集薄煤層的層段組成2-3個目標產層組，根據目標產層組設置多底水平井各個分支井筒布置的層位、確定U型或L型多底水平井井型，通過進行鉆井完井、分段穿多層壓裂和排采施工，實現大間距薄煤層群的煤層氣抽采。該專利方法提出了薄煤層群多底水平井抽采的總體方案和思路，但沒有涉及多層水平井具體工程一體化施工的成井方法與工藝，而且也未涉及完井管柱如何處置使得鉆井、壓裂施工互相不發生干擾。目前的施工方法沒法解決多層水平井層間鉆井、層間分段壓裂以及鉆井與壓裂協同施工的干擾難題，工程實施具有施工難度大、效率低、成功率低、成本高的特點，無法進行工程實踐，難以促進煤層氣多層水平井開發方法由理論走向工程實踐應用。

為此，本發明的設計者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種深部煤層氣多層水平井合采鉆井-壓裂協同施工方法，以克服上述缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種深部煤層氣多層水平井合采鉆井-壓裂協同施工方法，提高深部多煤層煤層氣井施工效率和成功率，實現強化開采效果的深部多煤層煤層氣合采水平井施工新技術。

為解決上述問題，本發明公開了一種深部煤層氣多層水平井合采鉆井壓裂協同施工方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：排采直井鉆井施工。依據煤層的空間展布規律，構造深部鉆排采直井，排采直井采用二開井身結構，一開鉆至基巖面以下20m，下入表層套管，固井水泥漿返至地面；二開依次穿越深部多層煤層，鉆至最下部主力煤層A1以下至少50m完鉆，下入生產套管，固井水泥漿返至地面；

步驟2：排采直井煤層頂板巖層段擴孔造穴。按照從下往上的施工順序分別在緊鄰各主力煤層的頂板巖層玻璃鋼套管段進行擴孔造穴；

步驟3：水平井工程井段鉆完井施工。構造淺部鉆水平井工程井段，工程井段采用二開的大直徑井身結構，一開鉆至基巖面以下20m，下入表層套管，固井水泥漿返至地面；二開包括直井段和斜井段，二開在斜井段依次穿越各主力煤層，鉆進至A1煤層著陸點，下入技術套管，采用1.7-1.8g/cm³高密度水泥漿固井，固井水泥漿返至地面；

步驟4：A1煤層水平段鉆完井施工。下入鉆頭進行水平段鉆進，水平段位于A1煤層內、末端在A1煤層的頂板巖層內與排采直井成功對接，水平段下入生產套管柱、不固井完井；