[发明专利]煤层气开发水平井的氧化法完井方法

说明书

技术领域

本发明属于煤层气开发领域，是一种针对采用水平井（包括简单水平井及多分支水平井）开发方案进行煤层气开采的水平井完井方法。

背景技术

近年来，采用水平井开发方案进行煤层气开发得到了越来越多的应用，其显著特点是一般可获得较普遍直井开发更高的产气量以及较高的采收率，获得较好的经济效益。

当水平井钻进工作完成后，目前一般采用裸眼完井或筛管完井工艺（多分支井在主井眼内下入筛管），也有对水平井水平段煤层采用分段压裂完井的工艺实验，但由于效果不佳而没有作为一种普遍应用的完井工艺。

采用水平井开发方案进行煤层气开采，一般要求煤层具有一定的原始渗透性（一般渗透率要求大于0.1～0.2毫达西），为了减少钻井过程对煤层气的污染以及保证井眼轨迹质量，水平段的钻进一般采用欠平衡钻井工艺，同时采用较快的钻进速度以及对煤层伤害较小的钻井液体系。

目前对于原始渗透率较低（一般小于0.1毫达西）以及虽然具有较高的渗透率但在钻进过程中极易被污染的煤层，进行煤层气开发还没有取得突破，这样有相当数量的煤层气资源还不能够有效动用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高煤层气开发水平井井壁周围煤层渗透率的完井方法，解决由于煤层原始渗透率过低以及煤层在钻井过程易污染导致渗透率降低而无法进行煤层气经济性开采的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

1、水平井钻进工程完成后，利用井壁煤层与氧气的反应来扩大井径，由于井壁煤层的不稳定性，井壁发生缩壁变形，导致煤层形成裂纹，提高煤层的渗透性。

2.为了提高井壁煤层与氧气的反应速度和强度，对水平井段煤层加热。

3.为了进一步提升水平段煤层渗透率，注入惰性气体或天然气，采用反复憋压和突然泄压激荡的工艺方式。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例和相关技术中的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是下入筛管的水平井筛管完井；

图2是下入筛管的U型井筛管完井；

图3是 U型井裸眼完井；

图4是多分支水平井筛管完井；

图5是充气憋压、震荡造缝效果图。

图中，1—加热器，2—筛管。

具体实施方式

本发明的工艺实施过程是，当水平井完钻后，在水平井水平段下入筛管（多分支水平井在主井眼内下入筛管，参考图4），如图1和2、3所示。然后排出井内液体。排液结束后，依次由井口向水平井段筛管下入加热器，并安装井筒内测温、测压及组分测试设备以及井口设备，如图2所示。

在上述设备安装完毕后，由井口注入氧化剂空气（或富氧空气或氧气），注入的氧化剂中的氧气与井壁周边的煤组分发生氧化反应，此时整个井眼系统处于密闭状态。

为了加快反应的速度，可以启动井下加热器加热井壁煤质，但加热最高温度一般不超过煤的燃点，由测温仪来控制加热温度。氧化剂的注入要平缓，当氧化剂的注入压力接近地层的破裂压力后，即暂停注入。当井筒压力有明显降低或氧的浓度明显降低（一般降低一半以上时）再开始注入氧化剂。氧的注入量要保证井壁煤层发生氧化反应的厚度达到足够（一般在25cm以上），并根据井型结构及煤的理化性质来计算设定。

当设定的注氧量全部注入并完成反应后，该工艺的主要程序己完成，随后可转入煤层气试采阶段，此时如果产量不能达到设计的指标，可以通过反复注入惰性气体（氮气或二氧化碳）或天然气进行憋压，然后突然泄压的方式对煤层进行激荡的办法对煤层二次造缝改造，来提高煤层的渗透率从而提高煤层气的产量（参考图5）。