[发明专利]一种地面抽排煤层气的布井方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地面抽排煤层气的布井方法，属于煤层气开采领域。

背景技术

井位部署及井型选择的合理性直接决定着煤层气钻井成本及开发工作的成效。煤层气是一种吸附气，属非常规天然气。在排采过程中，没有常规天然气藏中的弹性驱动、溶解气驱动、水压驱动、气压驱动等天然能量和人工补充能量，促使煤层气解吸的唯一能量是煤储层中的水在自身重力作用下排出后，煤储层压力降低，而产生的煤层解吸作用。所谓煤层解吸作用是指当煤储层压力降低时，甲烷吸附气从煤层中逸出的过程。煤层的解吸作用主要有降压解吸、升温解吸、置换解吸以及扩散解吸。其中，降压解吸是最常用的方法，也是一种对解吸贡献最大的方式。降压解吸即是当煤储层压力降低时，甲烷吸附气从煤层中逸出的过程，而煤储层压力降低的主要途径就是排水降压。

目前，地面抽排煤层气的主要井型包括直井(丛式井)、U型水平井、多分支水平井。布井时，仍然沿用了常规油气开发中的均衡井网，将目标煤层厚度、稳定性、埋深、含气性、区域构造、地形条件及地面情况等多种因素进行了综合考虑，通过抽排煤储层中的水，以降低煤储层压力，煤储层中吸附的煤层气发生解吸-扩散-渗流，并从地面抽排井中生产出来。但布井过程中，缺乏对煤层水排出过程中的唯一天然能量“重力势能”以及重力场、地应力场、压力场的充分利用，井型与地质条件、煤储层物性以及煤层气排采特点不能达到优化配置。

发明内容

本发明的目的是提供一种地面抽排煤层气的布井方法，为了解决地面抽排煤层气过程中，井型与地质构造条件、煤层气排采特点的优化配置问题，充分利用煤层中的水在排出过程中的唯一天然能量“重力势能”，依“势”建井，根据重力场、地应力场、压力场的分布特征，结合煤层产状以及多分支水平井、U型水平井、直井(丛式井)的钻井工艺特点，合理选择不同井型，提高开发效果。

本发明的目的是通过下述方案实现的：一种地面抽排煤层气的布井方法，其特征在于：基于“一势三场”理论，利用煤层中水的“重力势能”，根据煤层中的重力场(有利于煤层水的排出)、地应力场(煤层中的割理、裂缝方向取决于古地应力方向)、压力场(人工抽排产生压力漏斗)的分布特征，结合煤储层产状以及多分支水平井、U型水平井、直井(丛式井)的钻井工艺特点，选择不同的井型，进行地面抽排煤层气的布井。

所述的一种地面抽排煤层气的布井方法，其特征在于：在一个开发区块布井前，应首先根据地震资料、已钻井资料进行煤层构造特征、地应力和煤层物性研究，在煤层起伏变化大、无规律或地应力相对集中、裂缝与割理发育、坚固性系数较小的地区，优先选用直井或丛式井开采。

所述的一种地面抽排煤层气的布井方法，其特征在于：在地应力弱、煤层坚固性系数较大的地区，利用煤层中水的“重力势能”，根据煤层中重力场、地应力场、压力场的分布特征，选用多分支水平井或U型井开采。

所述的一种地面抽排煤层气的布井方法，其特征在于：在地应力弱、煤层坚固性系数较大的地区，对于地层倾角介于2°-8°之间的单斜煤层以及地层倾角介于2-8°之间的褶曲构造转折端的两侧，选用多分支水平井开采，排采直井位于低部位，水平井主支和分支沿煤层上倾方向布置。

所述的一种地面抽排煤层气的布井方法，其特征在于：在地应力弱、煤层坚固性系数较大的地区，对于地层倾角大于8°的较陡储层，优先选用U型井开采，工艺井(水平井)位于高部位，由高向低，与处于较低部位的排采井连通，即方便了水平井施工，又有利于排采直井的排水降压。

所述的一种地面抽排煤层气的布井方法，其特征在于：在地应力弱、煤层坚固性系数较大的地区，对于水平地层、倾角小于2°的平缓地层，选用多分支水平井开采，排采直井位于低部位，水平井的着陆点在煤层底板泥岩中，根据煤层倾角变化情况，确定水平井着陆点深度，以确保水平井主支井斜角保持始终大于90°为原则，水平井的分支以90°以上的井斜角进入煤层。

本发明的有益效果是：本发明有效解决了地面抽排煤层气布井中井型与地质构造条件、煤层气排采特点的优化配置问题，充分利用煤层中水在排出过程中唯一能量“重力势能”，依“势”建井，根据重力场、地应力场、压力场的分布特征，结合不同煤层构造条件，合理布置地面抽排井井型，有效增加了排水降压效率，有利于提高煤层气开发效果。

附图说明

图1是根据煤层构造形态进行地面抽排煤层气布井的示意图；

图2是适用于水平地层或煤层倾角小于2°的平缓地层的多分支水平井示意图。