[发明专利]一种巷道型水平井成井用方法及装置

说明书

本发明公开一种煤层气巷道型水平井成井用方法及装置，钻杆带着割刀在裸眼水平段内缓慢旋转后退，使裸眼周围煤岩被刮削脱落，煤屑随泥浆返出到地面，裸眼水平段被扩大成巷道型水平井。所述方法包括第一步：钻成裸眼水平井；第二步：采用端部带喷枪的钻杆下到所述裸眼水平井的水平段的最远端，第三步：启动泥浆泵，往所述钻杆内注入高压混砂泥浆；第四步：采用顶驱钻机缓慢转动所述钻杆同时缓慢上提，使得水力割刀缓慢旋转后退，刮削裸眼水平井水平段的周围煤岩，使其形成达到设计要求的巷道型水平井。本发明为水平井两侧煤层的应力释放腾出空间，达到提高煤层渗透率，大幅提高区域单井产气量的目的。

技术领域

本发明涉及煤层气开发技术领域，特别涉及一种煤层气巷道型水平井成井用方法及装置。

背景技术

煤矿周边，以及煤矿巷道两侧的煤层气井产量异常升高，使得应力释放开发煤层气成为业界广泛共识。但是，除了煤矿巷道掘进或开采以外，尚无地面开发实现应力释放的方法。

煤层应力释放装置及方法(CN201811093392.5)，主要做法是采用双封封隔器配合筛管管柱，流体从数个小孔高速喷出，破碎煤岩从大孔进入油套环空，返出到地面。该方法，小孔极易扩大，从而流速降低，喷射距离有限，不足以破碎远处的煤岩，无法实现水平段两侧煤岩大范围的应力释放。

中国专利公布号CN 101709629A是一种煤层气井反循环空气动力造穴方法及设备，利用注气、憋压、放喷、洗井程序使煤层气井周围形成洞穴，但是此类方法不能解决对煤层造穴范围有限问题，造穴力度小，扩孔率较低且不易控制，不能满足煤层大面积和长距离均匀造穴的目的。

中国专利公布号CN104278952A是一种水力-机械联合煤层造穴装置及使用方法，此类方法对直井单点造穴效果较好，但是该方法在水平井段机械刀翼难以复位，且煤屑不易返排，机械长时间井下作业会磨损变形，甚至断裂，造成复杂事故，不能连续多点造穴使用，更无法实现巷道型水平井成井用。

以上方法均不能实现类似于煤矿巷道一样的巷道型水平井，因此有必要提供一种巷道型水平井的成井用方法。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种能够实现煤层两侧应力释放的巷道型水平井成井用钻杆。

为了实现上述目的，本发明是这样设置的：一种巷道型水平井成井用方法，成井用过程中需要用到包含钻杆和喷枪在内的钻井装置，钻杆带着割刀在裸眼水平段内缓慢旋转后退，使裸眼周围煤岩被刮削脱落，煤屑随泥浆返出到地面，裸眼水平段被扩大成巷道型水平井。该方法包括以下步骤：

第一步：采用常规方法钻成裸眼水平井，并采用泥浆使裸眼水平井井壁稳定；

第二步：采用所述钻杆下到所述裸眼水平井的水平段的最远端；

第三步：启动位于地面的与所述钻杆连接的泥浆泵，往所述钻杆内注入高压混砂泥浆，泥浆从所述喷枪的两个径向喷嘴高速喷出，形成水力割刀，起到切割作用；泥浆从所述喷枪的轴向喷嘴喷出，起到冲击破碎巷道内煤块的作用；

第四步：采用顶驱钻机缓慢转动所述钻杆同时缓慢上提，使得所述水力割刀缓慢旋转后退，刮削裸眼水平井水平段的周围煤岩，使其形成达到设计要求的巷道型水平井，所述钻杆后退过程中，刮削的煤屑随钻杆与裸眼环空的液体返出到地面，常规裸眼水平段扩大成巷道型水平井；

第五步：煤屑与泥浆一起返出到地面，进入过滤振动筛，滤除煤屑，泥浆继续进入泥浆泵，循环使用；

第六步：实时监测泥浆性能，添加药剂，保持携砂性能和稳定井壁的性能；

第七步：测量返出煤屑体积，推算巷道型水平井直径是否达到设计要求，并及时调整压力、排量、粘度、砂比；

第八步：处于煤层内的水平段全部切割成巷道后，起出钻杆；

第九步：下入套管至岩石与煤层交界处，并进行固井；