[發明專利]傾斜-直立狀含氣層的層疊式水平井采氣系統及施工方法

在審

• 申請號: 202211486985.4
• 申請日: 2022-11-25
• 公開（公告）號: CN116025328A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 王剛;姚光慶;王國昌;楊曙光
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）;新疆維吾爾自治區煤田地質局煤層氣研究開發中心
• 主分類號: E21B43/30
• 分類號: E21B43/30;E21B43/00;E21B7/04;E21B43/26;E21B43/11;E21B21/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

本發明公開了傾斜?直立狀含氣層的層疊式水平井采氣系統及施工方法，包括一口采氣井、一口排水井和若干條水平井段，采氣井和排水井均為順含氣層定向井，若干條水平井段自上而下間隔布置，水平井段的兩端口分別連接采氣井和排水井，水平井段由采氣井到排水井自高到底稍微傾斜設置。本發明原理科學，設計新穎，結構簡單、可靠性高、可維護性好，利用傾斜?直立狀含氣層（地層傾角25°~90°）的形態特點，利用“單定向井采氣+多水平井段供氣+單定向井排水”實現一套井組大面積抽采，有利于減少鉆井場地，降低氣藏開發成本，利用體積壓裂手段及壓力干擾?卸壓增滲原理，增大水平井段協同抽采效果，從而大大提高采氣效率。

技術領域

本發明屬于煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣等非常規天然氣開采技術領域，具體涉及傾斜-直立狀含氣層的層疊式水平井采氣系統及施工方法。

背景技術

受盆地與造山帶的構造擠壓影響，我國含油氣盆地廣泛分布有傾斜甚至直立的含氣層，例如鄂爾多斯盆地東緣局部、塔里木盆地北緣、準噶爾盆地南緣等地區，其地層傾角均達到45°以上，局部達到直立（90°）。此類含氣層的開發方式，多以定向井為主，地表地形復雜導致較多井位設置困難，單井產量低、采氣效率低、單井投資較大，總體開發效益較差。

針對此類特殊含氣地層，需有效利用其傾斜地層的地質特殊性，同時考慮煤層、頁巖層、致密砂巖等致密含氣儲層的壓裂改造需求，創新設計新井型及采氣方法，可實現此類氣層的經濟、有效開發。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種占地面積少、維護方便、采氣效率高、效益高的傾斜-直立狀含氣層的層疊式水平井采氣系統及施工方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：傾斜-直立狀含氣層的層疊式水平井采氣系統，包括一口采氣井、一口排水井和若干條水平井段，采氣井和排水井均為順含氣層定向井，若干條水平井段自上而下間隔布置，水平井段的兩端口分別連接采氣井和排水井，水平井段由采氣井到排水井自高到底稍微傾斜設置。

采氣井和排水井的一開井段均為豎直結構，采氣井和排水井的二開井段均為順含氣層導向傾斜結構，水平井段的兩端口分別與采氣井的二開井段和排水井的二開井段連接。

相鄰兩條水平井段的間距為50～300m，水平井段的傾斜角度為1°～2°。

采氣井中無生產管柱，采氣井的井口設有套管壓力計及采氣樹；排水井中有抽水管柱及配套每個水平井段末端的壓力計，抽水所用的抽水泵為桿式泵、無桿泵或其他泵。

傾斜-直立狀含氣層的層疊式水平井采氣系統的施工方法，包括以下步驟：

（1）鉆探施工采氣井；

（2）鉆探施工排水井；

（3）確定采氣井中第1條水平井段的入口端位置，第1條水平井段為最高一條水平井段，用鉆頭進行側鉆，同時在排水井中確定第1條水平井段的出口端位置并設置磁定位，引導鉆頭由采氣井鉆至排水井，第1條水平井段鉆成后進行測井，暫堵第1條水平井段出口端，由采氣井下入生產套管對第1條水平井段固井；

（4）按步驟（3）依次施工第1條水平井段下方的第2條水平井段、第3條水平井段、……、第N條水平井段；

（5）利用連續油管噴砂射孔+底封拖動壓裂管柱自上而下對若干條水平井段依次進行射孔、壓裂作業；

（6）返排壓裂液，對采氣井、排水井進行洗井，在采氣井的井口處安裝地面采氣樹及套管壓力計，在排水井中安裝抽水管柱及對應水平井段出口端處的壓力計；

（7）根據排采策略，有序控制自淺而深的若干條水平井段的流壓，保證水平井段依次產氣。

排采策略一具體為：所有水平井段視為一套儲層，采用緩慢排采方法，控制所有水平井段依次接替產氣，具有初期產氣量中等、穩產期長的特點。