[发明专利]煤层气水平井系统改造方法

说明书

本发明公开了一种煤层气水平井系统改造方法，包括如下步骤：选择低阶煤层或构造煤层进行改造；第一水平井轨迹钻穿目的煤层的下底板，然后根据煤层轨迹沿着水平方向钻进;第一水平井轨迹采用水泥固井；第一水平井轨迹在目的煤层上边界部位且井斜角45～75°处进行开窗侧钻第二水平井轨迹，然后沿着水平方向钻进；第一水平井轨迹水平段至井底与第二水平井轨迹开窗侧钻点至井底分别下入生产套管以形成第一水平井与第二水平井；第二水平井向下进行定向射孔并进行规模化分段压裂或者拖动压裂；第一水平井向上进行定向射孔并进行水力喷射或者小型压裂造缝；下入油管至煤层气下边界进行排水降压采气。本发明提高了煤层气对于构造煤、低阶煤的开发效率。

技术领域

本发明涉及地下流体资源开采技术领域，尤其涉及一种煤层气水平井系统改造方法。

背景技术

煤层气通常采用直井、定向井和水平井进行开采，而常用水平井工艺又分为单主支水平井、两主支多分支水平井、单主支下PE管多分支水平井以及多级压裂U型水平井和从式多级压裂水平井，各种开采方式的共同目标是提高煤层气开采效率以及加大投入产出比。

由于我国不同地区煤层地质状况的多样性，以及各区块高、中、低煤阶含量不同，开采效果有很大差别。目前对于占比达80%的构造煤、低阶煤仍处于低效开发状态，即投入产出比很差。

主要存在问题有：第一，直井、定向井开采效率低。第二，常规水平井工艺在低阶煤、构造煤的煤层中井眼稳定性差、容易坍塌，易发生井漏及垮塌卡钻等复杂事故。 第三，即使井眼完成度较好，钻井泥浆（包括可降解泥浆，因井漏的原因）也可能堵塞煤层气渗流通道。第四，在煤层中钻进，依赖煤层钻遇率以提高泄气面积，一旦煤层钻遇率较低，对后期煤层气产量影响非常大；所谓煤层钻遇率，是指在煤层中的进尺与总进尺的比。第五，煤层轨迹对于排采的影响较大；随着煤层倾角的变化，在一些井段容易形成凹槽，投产排采时，形成水塞。当煤层底部存在结构煤并被钻遇时，煤灰在凹槽处聚集，排采时造成“灰堵”，不利于高产。第六，低阶煤层的低渗透率、煤质破碎等特点，造成煤层气井产气量低或者不产气。

在实际煤层气开发过程中主要矛盾体现为低阶煤钻井事故较多，钻井周期长，薄煤层的煤层钻遇率低，目的煤层泥浆污染严重，压裂效果差、成本高，水平井钻井成本与钻井进尺成正比，煤层气开采效果却很低，造成投入产出比较差。

授权公告号为CN101956548B的专利文件提供了一种在不增加水平井的占地面积的情况下提高多分支水平井的开采面积、提高开采效率的一种煤层气多分支水平井系统。但是该专利提供的方案中，水平井是在煤层中进行钻井的，依然没有解决低阶煤的井眼井壁坍塌问题，以及随开采时间延长，渗流通道逐渐被堵塞，造成后期低产气或不产气的问题，实际开采效率不高。

发明内容

本发明提供了一种煤层气水平井系统改造方法，具有提高煤层气对于构造煤、低阶煤的开发效率，避免了煤层气水平井的井眼井壁坍塌以及渗流通道堵塞的问题，使煤层气水平井开发过程更平稳可靠，并且具有提高前期钻井施工和后期维护性作业效率的效果。具体技术方案如下：

一种煤层气水平井系统改造方法，其中，包括如下步骤：

选择低阶煤层或构造煤层进行改造，且煤层厚度在1.5～8.0m；

第一水平井轨迹钻穿目的煤层的下底板，然后根据煤层轨迹沿着水平方向钻进300～2000m；第一水平井轨迹与目的煤层下边界距离为0.2～2.0m；

井口至第一水平井轨迹进入底板后10～20m可选择下入5寸半～7寸技术套管;第一水平井轨迹采用水泥固井；

第一水平井轨迹在目的煤层上边界部位且井斜角45～75°处进行开窗侧钻第二水平井轨迹，然后沿着水平方向钻进300～2000m，第二水平井轨迹与目煤层的上边界距离为0.2～2.0m；

第一水平井轨迹水平段至井底与第二水平井轨迹开窗侧钻点至井底分别下入4寸～5寸半生产套管以形成第一水平井与第二水平井；

第二水平井向下进行定向射孔，第二水平井进行规模化分段压裂或者拖动压裂；