[发明专利]一种防止采空区积水的钻井方法

说明书

本发明属于煤层气技术领域，具体涉及一种防止采空区积水的钻井方法。本发明为解决现用井身结构主要存在裸眼区域含水层会涌出大量地层水进入采空区内，使得井内壁岩遭到淋滤。具体步骤如下：（1）通过周边水文地质情况，绘制含水层联井剖面，并估算本地面采空井含水层位置；（2）钻井施工；一开425mm钻头钻至基岩风化带下10m，下入377mm表层套管固井，水泥返高至地面；二开311mm钻头钻至采空区上部最后一层含水层下10m，下入273mm技术套管固井，水泥返高至地面；三开241.5mm钻头钻至煤层采空区底板10m终孔，或者完全漏浆（风）位置处终孔，裸眼完井。本发明大幅减少了井塌、井堵、井淹事故，从而降低了由上述事故造成的修井费用。

技术领域

本发明属于煤层气技术领域，具体涉及一种防止采空区积水的钻井方法。

背景技术

原地面采空井采用二开裸眼井身结构即一开311mm钻头，钻至基岩风化带后，下入244.5mm表层套管固井，水泥返高至地面，建立井口；二开215.9mm钻头钻穿采空区内或至漏浆（风）严重处裸眼完井。上述井身结构主要存在裸眼区域含水层会涌出大量地层水进入采空区内，使得井内壁岩遭到淋滤，会导致两种情况发生，（1）长时间淋滤及水的重力作用使得部分岩层出现坍塌堵井现象，这种情况在经过修井队伍用空气钻井通井可以解决，但治标不治本，且会损坏岩层内壁，导致修井周期越来越频繁的恶性循环；（2）含水层长时间下灌满采空井井筒，发生水封现象封死煤层气运移通道，这种情况一般采用大扬程潜水泵来排水，这种方法无法根除水封现象，同时井筒容易进入空气发生瓦斯燃烧爆炸的潜在风险。井身结构适应性分析表明，二开裸眼完井方式难以保证地面采空井瓦斯抽采要求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种防止采空区积水的钻井方法。

本发明采取了以下技术方案：一种防止采空区积水的钻井方法，具体步骤如下：

（1）地面采空井井身结构设计前，依据周边水文地质情况，绘制含水层联井剖面，根据含水层联井剖面，估算本地面采空井含水层位置；使得井身结构设计方案有数据支撑；

（2）钻井施工；

一开425mm钻头钻至基岩风化带下10m形成一开钻孔，下入377mm表层套管固井，水泥返高至地面；

二开311mm钻头钻至采空区上部最下一层含水层下10m形成二开钻孔，下入273mm技术套管固井，确保含水层全部被封堵，水泥返高至地面，二开固井候凝48h后，开始三开钻进；

三开241.5mm钻头钻至煤层采空区底板10m终孔，或者完全漏浆（风）位置处终孔，裸眼完井。

对地面采空井井口压力进行观察，若煤层气浓度大于抽采要求（一般大于40%及以上），且试抽可以持续运行，则地面采空井选择三开井身结构；若因采空区密闭性不好或其它原因导致地面采空井负压无气，下入193mm套管固井，此时继续进行四开钻进。

四开171.3mm钻头钻至下组预定煤层终孔，下入139mm套管固井完井。

区别于现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

1、大幅减少了井塌、井堵、井淹事故，从而降低了由上述事故造成的修井费用。

2、井身结构更加稳定，从而大幅度提高了打井单井产能及产收率。

3、在遇到井下负压无气现象时，可在此井身结构基础上过采空区继续钻井至下组煤终孔，避免了钻井的报废。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的一种防止采空区积水的钻井方法的井身结构示意图。