[发明专利]一种煤层气水平井系统及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下流体资源开采领域，具体地涉及一种煤层气水平井系统及其施工方法。

背景技术

现有的地下流体资源开采中，如煤层气的开采中所钻开采井如多分支水平井、单支水平井、U型井钻井都是与一直井配为一个工程。

多分支水平井的钻井过程中都包括如下步骤：选定位置钻一个直井2′，直井2′对应的煤层段下入特殊套管，一般为玻璃钢套管，固井后，在相应的煤层段，把玻璃钢套管割掉漏出目标煤层，进行扩眼，形成连通洞穴21′。在与直井2′相隔预定距离处钻水平井的直井段11′，造斜段13′，与直井2′的连通洞穴21′相通，在造斜段13′的延伸方向上继续钻多分支水平井的水平段15′中各井眼的钻井。U型井包括直井段，造斜段，与水平段，在水平段的末端设有一配合直井。U型井在连通之后就完钻，裸眼完井，直井下入专门作业管柱，对直井口袋进行清洗，下入排采管柱和泵进行抽水、降压、直至最后出煤层气。

如图1所示，现有的煤层气水平井多采用一个多分支水平井对应一个直井设置2′，对于这种多分支水平井来说，其直井段11′以及造斜段13′的功能在于给钻具钻水平井的水平段15′提供一个通道，当完成多分支水平井的钻井后，利用直井2′对多分支水平井中的煤层气进行开采，而此时多分支水平井的直井段11′以及造斜段13′便被闲置。这样不但使开采区域出现了开采盲区，同时，这种经过大量劳力物力所钻的直井段和造斜段没有得到良好的应用。

如图2所示，为了更好的提高空间利用率，以及充分地利用资源，现有技术中出现反复利用一个多分支水平井的直井段11′，通过通入套管切割、打水泥塞侧钻等方式，完成多个水平井和周围多个直井2′一一对应，此种方法虽然一定程度上提高了空间利用率，也提高了资源利用率，然而，由于多个多分支水平井同时分布在直井段的周围，为了控制面积需要计算各多分支水平井的分布的平均角度的合适范围，对这种直井布置要求比较高，不利于施工，且反复利用一个多分支水平井的直井段，容易在钻井过程中出现故障，存在隐患，并不适用于大规模的施工。

发明内容

本发明目的在于提供一种煤层气水平井系统，能够充分利用资源，减少投入，并能够更合理有效地提高空间利用率。

为此，本发明提供了一种煤层气水平井系统，包括多个多分支水平井，以及多个分别与各多分支水平井配合使用的配合直井，其中，多分支水平井包括直井段，其中一个多分支水平井的直井段向下延伸形成另一个多分支水平井的配合直井。

进一步地，各多分支水平井依序排布，前一多分支水平井的直井段向下延伸形成后一多分支水平井的配合直井。

进一步地，包括多组多分支水平井组，每组多分支水平井组中包括两个朝向相反方向延伸的两个多分支水平井，且两支多分支水平井中各直井段向下延伸形成另一个多分支水平井的配合直井。

进一步地，与各多分支水平井配合使用的直井圆周排布。

进一步地，还包括U型井或单支水平井，U型井或单支水平井包括直井段。

进一步地，多分支水平井的配合直井的部分设置为所述U型井或所述单支水平井的直井段。

同时，本发明还提供了一种煤层气水平井系统的施工方法，包括如下步骤：选定固定位置钻第一直井，在第一直井中下入套管，进行完井；与第一直井间隔预定距离钻第一多分支水平井的第一直井段；以第一直井以及第一直井段为定点展开第一多分支水平井的排布，并对第一多分支水平井进行完井；将第一多分支水平井的直井段完井过程中所实施的套管拆除，将该第一直井段向下继续延伸钻井形成第二直井，并对第二直井进行完井；与第二直井间隔预定距离钻第二多分支水平井的直井段；以所述第二直井以及第二直井段为定点展开第一多分支水平井的排布，并对第二多分支水平井进行完井。

进一步地，进一步包括如下步骤：重复上述各步骤依序进行各多分支水平井的实施，前一多分支水平井的直井段向下延伸形成后一多分支水平井的配合直井。

进一步地，与第二直井间隔预定距离钻第二多分支水平井的直井段的过程包括：在与第一直井段和第一直井之间连线的延伸线偏转一预定角度钻第二直井段。

进一步地，与所述第二直井间隔预定距离钻第二多分支水平井的直井段的过程进一步包括：将与第一多分支水平井配合使用的直井作为第二多分支水平井的直井段使用。

进一步地，将与第一多分支水平井配合使用的直井作为第二多分支水平井的直井段使用的具体步骤如下：在第一多分支水平井配合使用的第一直井中下入封隔装置，将封隔装置固定在所述第一直井与第一多分支水平井连接洞穴的上部，形成第二直井段。