[发明专利]一种卸压、水力喷射掏煤抽采煤层气工艺

说明书

本发明提出一种卸压、水力喷射掏煤抽采煤层气工艺，包括如下步骤：a.煤层或岩层中主支的钻进，包括水平钻进层的选择、钻孔长度的确定和钻井步骤；b.套管开窗，包括开窗位置、开窗数目、开窗顺序和开窗步骤的确定；c.水力喷射掏煤，分为煤层段或非煤层段开窗情况。本发明的优点：将近井筒附近煤屑破碎后带出地面，释放近井筒附近煤层应力，使煤储层裂隙通道大大改善，增加煤储层导流能力，提高井组产能；实施开窗、侧钻，水力喷射掏煤，在煤层气开采的同时实现采煤，“煤气同采”增加了煤层气井开发的经济效益。

技术领域

本发明涉及抽采煤层气工艺，特别是指一种卸压、水力喷射掏煤抽采煤层气工艺。

背景技术

煤层瓦斯是一种洁净能源，但对煤矿生产而言更是一种灾害源。采取何种工艺手段既能把煤层中的瓦斯气体抽采出来，又能安全高效的采煤一直是煤炭生产和瓦斯治理工作者研究的重点问题之一。

煤层瓦斯以吸附态赋存在煤储层中，煤储层的裂隙发育程度在一定程度上决定着煤层瓦斯抽采的难易程度。目前使煤层透气性增加的方式主要有两种，一种是通过水力挤出、水力割缝、水力压裂、氮气和二氧化碳泡沫压裂、酸化压裂等人工方式改变煤层的裂隙发育状况，使煤层的透气性增加；另一种是通过改变煤层赋存的应力状态，通过释放应力的方法使煤层赋存的空间发生变化，使瓦斯由吸附状态转变为游离状态，使瓦斯解吸产出。对于一些低渗透松软煤层，采用传统的储层改造措施改造效果不甚理想，造成煤矿抽采效率低、瓦斯治理难度大、采掘衔接困难、煤与瓦斯突出危险性增加，严重影响了煤矿安全生产。传统的应力释放的方法工作量大、投资大，抽采瓦斯效果也不甚理想。如何针对目前低渗透松软煤层瓦斯抽采困难、工程量大、抽采效果差等问题，采用一种工艺技术，通过大面积卸应力的方法增加渗透性既可以提高煤层瓦斯抽采效果，又可以降低瓦斯治理的费用，是解决低渗透松软煤层瓦斯抽采亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出一种卸压、水力喷射掏煤抽采煤层气工艺，解决了现有技术中低渗透松软煤层瓦斯抽采困难的问题，能够增加低渗透松软煤层的卸压面积，使煤储层裂隙通道大大改善，提高低渗透煤层的透气性，并且能够实现水力喷射掏煤，大大增加了煤层气开发的经济效益。

本发明的技术方案是这样实现的：一种卸压、水力喷射掏煤抽采煤层气工艺，其特征在于，包括如下步骤：

a.煤层或岩层中主支的钻进，包括水平钻进层的选择、钻孔长度的确定和钻井步骤；

b.套管开窗，包括开窗位置、开窗数目、开窗顺序和开窗步骤的确定；

c.水力喷射掏煤，分为煤层段或非煤层段开窗情况。

所述的步骤a中，水平钻进层的选择，水平钻进层在煤层段或非煤层段进行，当煤层煤质较松软时，在非煤层段进行钻进，可以防止煤层的坍塌，钻进时，应选择坚硬的岩层，煤层以上赋存有泥岩、砂岩、砂质泥岩互层，钻进时选择较硬稳定性好的岩层钻井，岩层厚度大于5m，距离煤层的距离在煤层顶底板4~20m之间，当煤层坚硬时，在煤层中钻进。

所述的步骤a中，钻孔长度的确定，在岩层段或煤层段水平钻孔长度应在500m-1000m。

所述的步骤a中，钻井步骤，水平钻井直接从地面开口，先打直井段，后按照30m不超过9.5度的狗腿度进行钻进，直至达到水平后开始水平施工。

所述的水平钻进层的选择中，优先选择的顺序砂岩>砂质泥岩>泥岩。

所述的步骤b中，开窗位置，在水平井段每隔一定间距进行开窗，间距选择30-80m，开窗位置选择较为坚硬的煤层或岩层，煤层或岩层较为平缓区域煤层倾角较小的地方，并且要远离断层、陷落柱地质构造。