一種多分支水平井分支參數(shù)的確定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多分支水平井分支參數(shù)的確定方法，它主要包括以下四個步驟：1.主支方位的確定，2.分支角度的確定，3.分支數(shù)目的確定和4.分支長度的確定；其中，所述步驟1中主支方位的確定的方法為當煤儲層原始滲透性比較好時，孔裂隙較發(fā)育，具有較好的方向性，此時主支方向應與主裂隙方向平行或者近似平行，通過分支將主裂隙串聯(lián)起來。本發(fā)明能夠根據(jù)儲層地質(zhì)的不同，進行不同的分支參數(shù)的確定，該工藝方法有效避免了由于人為經(jīng)驗干預造成的設計主觀性強和數(shù)值模擬軟件設計的不能有效根據(jù)地質(zhì)、儲層情況較準確的設計的問題，有效避免了分支井抽采瓦斯的盲區(qū)或重疊區(qū)，開發(fā)風險降低，抽采效率大大提高。
【專利說明】一種多分支水平井分支參數(shù)的確定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種煤氣層開采工藝技術方法，具體涉及一種多分支水平井分支參數(shù)的確定方法。
【背景技術】
[0002]隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，對能源需求量以及環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高。致使煤礦瓦斯的處理由直接排空向高效利用轉(zhuǎn)變，不僅可以減少直接排空造成的環(huán)境污染以及給煤礦安全生產(chǎn)帶來的威脅，而且可以作為一種新資源，在一定程度上彌補常規(guī)資源的不足。瓦斯的開采主要是以井下瓦斯抽采和地面抽采為主，其中地面瓦斯抽采以其抽采濃度高、抽采時間長、消突效果好而得到了快速發(fā)展。
[0003]地面瓦斯抽采包括直井抽采和水平井抽采，其中水平井抽采以其產(chǎn)氣量高、有效
控制范圍大而得到快速發(fā)展。進行多分支水平井施工時，合理的分支設計不僅可以有效減
少施工工程量，而且可以對控制范圍內(nèi)的瓦斯進行有效抽采，減少瓦斯抽采的重疊區(qū)和盲
區(qū)，達到節(jié)約成本、提高經(jīng)濟效益的目的。但是在現(xiàn)場實際施工過程中，目前的分支參數(shù)設
計大部分是基于現(xiàn)場經(jīng)驗或數(shù)值模擬軟件，數(shù)值模擬軟件大多來自國外，國外地質(zhì)條件與
中國地質(zhì)條件的差異性導致煤儲層本身屬性存在較大差異決定了采用數(shù)值模擬軟件模擬
結(jié)果與實際結(jié)果存在較大差異，依據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗導致人為干預性過大。分支井工程投資大，風
險更高，若參數(shù)設計不合理，容易導致分支不能對開采范圍內(nèi)的瓦斯進行有效抽采，存在抽
采盲區(qū)或重疊區(qū)，若存在重疊區(qū)無形中造成了施工浪費，若存在抽采盲區(qū)瓦斯不能有效降
低，對瓦斯實際情況把握不準，可能進一步加大了瓦斯突出的可能性。因此迫切需要一種
工藝方法，可以根據(jù)儲層實際情況，對主支長度、主支與分支的角度、分支長度等參數(shù)進行
優(yōu)化并確定，以便更有效的減少抽采盲區(qū)和重疊區(qū)，降低開發(fā)成本，最大限度的提高經(jīng)濟效
Mo

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是針對多分支水平井施工過程中分支參數(shù)設計主要依靠現(xiàn)場經(jīng)驗或數(shù)值模擬等方法，容易造成抽采的盲區(qū)或重疊區(qū)問題，提出了一種多分支水平井分支參數(shù)確定的工藝方法，通過該工藝可以根據(jù)不同區(qū)域儲層特征、構(gòu)造等情況對多分支井的主要參數(shù)進行確定，降低了開發(fā)風險，最大限度的提高了經(jīng)濟效益。
[0005]本多分支水平井分支參數(shù)的確定方法主要包括以下四個步驟:1.主支方位的確定，2.分支角度的確定,3.分支數(shù)目的確定和4.分支長度的確定；其中,所述步驟I中主支方位的確定的方法為當煤儲層原始滲透性比較好時，孔裂隙較發(fā)育，具有較好的方向性，此時主支方向應與主裂隙方向平行或者近似平行，通過分支將主裂隙串聯(lián)起來。
[0006]所述步驟2中分支角度的確定的方法為設煤層中均勻分布著裂隙長度和寬度均一的面割理和端割理，然后忽略鉆進時各支在煤層中的蜿蜒運動，及設鉆進始終在同一平面內(nèi)進行，且鉆進時各分支與主支的角度始終保持一致；面割理與主支平行，煤層為水平煤層，且在鉆進時各個分支之間的距離相等，接著可以通過啟動壓力梯度來求取排采時各個分支的影響距離，其啟動壓力梯度與煤儲層的滲透率的計算公示如下:
[0007]λ = ak_b
[0008]式中:λ為啟動壓力梯度，MPa/m ；a, b為常數(shù)，可以由實驗數(shù)據(jù)擬合求?。籯為煤儲層滲透率，HiD。
[0009]設第i個分支段內(nèi)壓力下降的最小值為Pi，煤儲層壓力為P，則第i個分支段的影響距離Si可表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種多分支水平井分支參數(shù)的確定方法，主要包括以下四個步驟:1.主支方位的確定，2.分支角度的確定,3.分支數(shù)目的確定和4.分支長度的確定；其中,所述步驟I中主支方位的確定的方法為當煤儲層原始滲透性比較好時，孔裂隙較發(fā)育，具有較好的方向性，此時主支方向應與主裂隙方向平行或者近似平行，通過分支將主裂隙串聯(lián)起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支水平井分支參數(shù)的確定方法，其特征在于所述步驟2中分支角度的確定的方法為設煤層中均勻分布著裂隙長度和寬度均一的面割理和端割理，然后忽略鉆進時各支在煤層中的蜿蜒運動，及設鉆進始終在同一平面內(nèi)進行，且鉆進時各分支與主支的角度始終保持一致；面割理與主支平行，煤層為水平煤層，且在鉆進時各個分支之間的距離相等，接著可以通過啟動壓力梯度來求取排采時各個分支的影響距離，其啟動壓力梯度與煤儲層的滲透率的計算公示如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支水平井分支參數(shù)的確定方法，其特征在于所述步驟3中分支數(shù)目的確定的方法為設排采時使最遠處的那支中的流體發(fā)生流動所需最小壓力為Pp排采時臨界解吸壓力為P1，則最遠端處分支解吸距離為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支水平井分支參數(shù)的確定方法，其特征在于所述步驟4中分支長度的確定的辦法為，設分支井末端和首端單位長度上流體流動時的壓力梯度為i，煤儲層的含氣量處處相等，均為V，蘭氏壓力為，蘭氏體積為'，分支井首端能降低的最小壓力為Psmin，分支井長度為L,則分支井末端排采時的最小壓力為
【文檔編號】E21B49/00GK103485773SQ201310470084
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】肖亞寧, 柴學周, 宋志敏, 劉同吉, 呂閏生, 倪小明, 馮培文, 周文豪 申請人:山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司, 河南理工大學