水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及松軟、低滲、高突煤儲(chǔ)層的瓦斯消突和煤層氣抽采領(lǐng)域，尤其適合于煤粉溶水性好、在壓力作用下易流動(dòng)的煤層。
【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣地面開(kāi)采鉆井技術(shù)主要是垂直井和水平井。由于多種原因的影響，我國(guó)的煤層氣儲(chǔ)層普遍表現(xiàn)為低壓、低滲和低含氣飽和度的“三低”特征。這種“三低”的儲(chǔ)層條件使得常規(guī)的地面直井開(kāi)采技術(shù)在我國(guó)的煤層氣開(kāi)發(fā)中逐漸顯現(xiàn)出不足，無(wú)法取得預(yù)期成效。而煤層氣開(kāi)發(fā)實(shí)踐證明水平井可有效地導(dǎo)通煤儲(chǔ)層的裂隙系統(tǒng)，增加氣、水導(dǎo)流能力，大幅度提高單井產(chǎn)量和采收率，是開(kāi)發(fā)低壓、低滲地區(qū)煤層氣資源的有效手段，而水平對(duì)接井以其合理的井身結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的完井方式，更適宜于中國(guó)大多數(shù)煤儲(chǔ)層條件的煤層氣開(kāi)發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)松軟、低滲、高突煤儲(chǔ)層的瓦斯消突和煤層氣抽采領(lǐng)域所存在的難題，結(jié)合水平對(duì)接井的特點(diǎn)，采用水力沖刷、運(yùn)移技術(shù)，提供一種水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣方法。
[0004]本發(fā)明的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施(步驟)來(lái)實(shí)現(xiàn):
(I)在預(yù)定位置鉆設(shè)直井，該井由地面鉆進(jìn)，至目標(biāo)煤層底板，煤層頂板以上套管完井，煤層頂板以下裸眼完井。
[0005](2)施工水平井與直井對(duì)接，在直井與造斜段套管定井，在水平段下放篩管，保證對(duì)接段暢通，防止堵塞，篩孔宜大，以減少流體阻力。
[0006](3)在水平井段下放空心或?qū)嵭募?xì)徑高彈性連續(xù)游管，頂端加裝活塞封頭，材料應(yīng)有自潤(rùn)滑性，作用是將篩管分段，通過(guò)鋼管移動(dòng)封頭位置可實(shí)現(xiàn)分段沖刷作業(yè)，形成卸壓空間，實(shí)現(xiàn)消突和采氣的目的；也可不裝鋼管，提前封堵篩管一端，整體沖刷作業(yè)。
[0007](4)在直井注入大流量高水頭清水，通過(guò)篩孔沖刷煤粉，形成粉煤漿，并通過(guò)另一井孔排至地面，實(shí)現(xiàn)煤氣共采。
[0008](5)直井加裝注水密封器，注水密封器下加裝自激式機(jī)械式射流脈沖發(fā)生器，以提高沖刷效果，亦可加注氣體，形成氣爆和氣舉作用。
[0009]( 6 )水煤漿通過(guò)水平井(3 )在壓力作用下自流出地面，也可在前述水平井中設(shè)置煤水提升設(shè)備提升至地面，井口安裝氣、煤、水分離裝置，所述煤水提升設(shè)備一般采用電潛泵、氣舉隔膜泵、繩索提斗、螺桿泵、射流運(yùn)移設(shè)備等，分離后的水循環(huán)注入直井。
[0010](7)注水和出水井可以互換，當(dāng)水平井注水、直井排水時(shí),直井井府可設(shè)儲(chǔ)煤倉(cāng),力口裝提升裝置提升。
[0011](8)如果水煤漿沖出地面不流暢，可在直井通過(guò)泵排、射流提升等外力手段提升煤漿。
[0012](9)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)水平井與一個(gè)直井對(duì)接，應(yīng)視地質(zhì)條件確定水平對(duì)接距離和水平井空間布局。
[0013]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明所采用的水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣方法，在水平段利用活塞封頭移動(dòng)實(shí)現(xiàn)水平井分段作業(yè)，采用高壓水流沖刷、噴射、運(yùn)移的方法來(lái)獲得和擴(kuò)大水平段卸壓通道，實(shí)現(xiàn)了煤氣共采，同時(shí)縮短了施工周期，有利于降低煤儲(chǔ)層傷害，增加煤層透氣性，給煤層內(nèi)部卸壓、煤層氣釋放和流動(dòng)創(chuàng)造有利條件，增加了煤層氣的抽采效率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明水力沖刷前的對(duì)接井示意圖；
圖2為本發(fā)明水力沖刷后的對(duì)接井示意圖；
圖3為本發(fā)明對(duì)接井排水采氣過(guò)程示意圖；
圖4為本發(fā)明直井和對(duì)接井整體結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0015]圖中標(biāo)記為:1:地面；2:目標(biāo)煤層；3:水平井；4:造斜段；5:水平段；6:提升設(shè)備；7:氣、煤、水分尚設(shè)備；8:直井；9:聞壓水栗；10:煤層氣抽米設(shè)備；11:環(huán)封；12:塞封；13:連續(xù)游管；14:篩孔；15:篩管。
[0016]圖中實(shí)線(xiàn)箭頭為水流方向；虛線(xiàn)箭頭為煤層氣氣流方向。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明以下將結(jié)合一個(gè)實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述:
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明的水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣方法具體實(shí)施步驟如下:
(I)在預(yù)定位置鉆設(shè)直井8，該井由地面I鉆進(jìn)，至目標(biāo)煤層2底板，煤層頂板以上套管完井，煤層頂板以下裸眼完井。
[0018](2)施工水平井3與直井8對(duì)接，在直井8與造斜段4套管定井，在水平段5下放篩管15，保證對(duì)接段暢通，防止堵塞，篩孔14宜大，以減少流體阻力。
[0019](3)在水平井段5下放連續(xù)游管13，頂端加裝活塞封頭12，材料應(yīng)有自潤(rùn)滑性，作用是將篩管15分段。
[0020](4)在直井8注入大流量高水頭清水，通過(guò)篩孔14沖刷煤粉，形成煤粉漿，并通過(guò)另一井孔3排至地面。
[0021](5)待首段篩孔沖刷完成后，通過(guò)鋼管移動(dòng)塞頭至第二段篩孔實(shí)現(xiàn)沖刷作業(yè)。
[0022](6)重復(fù)上述步驟(5)至水平段實(shí)現(xiàn)完全沖刷作業(yè)。
[0023](6)直井8加裝注水密封器，注水密封器下加裝自激式機(jī)械式射流脈沖發(fā)生器，以提高沖刷效果，也可加注空氣，形成氣泡，產(chǎn)生氣爆作用和氣舉作用。
[0024](7)水煤漿通過(guò)水平井3在壓力作用下自流出地面，也可加裝煤漿提升設(shè)備6提升至地面，井口安裝氣、煤、水分離裝置7，分離后的煤和煤層氣被收集儲(chǔ)存到煤層氣抽采設(shè)備10，水又通過(guò)高壓水泵9重新用于井下射流、沖刷。
[0025]本發(fā)明所采用的水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣方法，在水平段利用活塞封頭移動(dòng)實(shí)現(xiàn)水平井分段作業(yè)，采用高壓水流沖刷、噴射、運(yùn)移的方法來(lái)獲得和擴(kuò)大水平段卸壓通道，，實(shí)現(xiàn)了煤氣共采，同時(shí)縮短了施工周期，有利于降低煤儲(chǔ)層傷害，增加煤層透氣性，給煤層內(nèi)部卸壓、煤層氣釋放和流動(dòng)創(chuàng)造有利條件，增加了煤層氣的抽采效率?？偠灾摲椒ǖ墓に囕^簡(jiǎn)單，成本較低，為松軟、低滲、高突煤儲(chǔ)層的瓦斯消突和煤層氣抽采提供了新的解決方法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣方法，包括以下幾個(gè)步驟，其特征在于: 步驟1，在預(yù)定位置鉆設(shè)直井(8)，該井由地面(I)鉆進(jìn)，至目標(biāo)煤層(2)底板，煤層頂板以上套管完井，煤層頂板以下裸眼完井； 步驟2，施工水平井(3 )與直井(8 )對(duì)接，在直井(8 )與造斜段(4 )套管定井，在水平段(5)下放篩管(15)，保證對(duì)接段暢通，防止堵塞，篩孔(14)宜大，以減少流體阻力； 步驟3，在水平井段(5)下放連續(xù)游管(13)，頂端加裝活塞封頭(12)，材料應(yīng)有自潤(rùn)滑性，作用是將篩管(15)分段； 步驟4，在直井(8)注入大流量高水頭清水，通過(guò)篩孔(14)沖刷煤粉，形成煤粉漿，并通過(guò)另一井孔(3)排至地面，實(shí)現(xiàn)煤氣共采； 步驟5，待首段篩孔沖刷完成后，通過(guò)鋼管移動(dòng)塞頭至第二段篩孔實(shí)現(xiàn)沖刷作業(yè)； 步驟6，重復(fù)上述步驟(5)至水平段實(shí)現(xiàn)完全沖刷作業(yè)； 步驟7，直井(8)加裝注水密封器，注水密封器下加裝自激式機(jī)械式射流脈沖發(fā)生器，以提高沖刷效果，也可加注空氣，形成氣泡，產(chǎn)生氣爆作用和氣舉作用； 步驟8，水煤漿通過(guò)水平井(3)在壓力作用下自流出地面，也可加裝煤漿提升設(shè)備(6)提升至地面，井口安裝氣、煤、水分離裝置(7)，分離后的煤和煤層氣被收集儲(chǔ)存到煤層氣抽采設(shè)備(10 )，水又通過(guò)高壓水泵(9 )重新用于井下射流、沖刷； 步驟9，注水和出水井可以互換，當(dāng)水平井注水、直井排水時(shí)，直井井府可設(shè)儲(chǔ)煤倉(cāng)，力口裝提升裝置提升； 步驟10，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)水平井與一個(gè)直井對(duì)接，應(yīng)視地質(zhì)條件確定水平對(duì)接距離和水平井空間布局。2.如權(quán)利要求1所述的水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣方法，其特征在于:所述排采直井(8)和多個(gè)水平對(duì)接井(3)井口位置的選擇視煤田地形、煤層及含氣情況而定。3.如權(quán)利要求1所述的水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣方法，其特征在于:在水平段(5)下放篩管(15)和連續(xù)游管(13)，篩管(15)帶有篩孔(14)，連續(xù)游管(13)頂端加裝活塞封頭(12)，篩孔(14)將篩管(15)分段，通過(guò)連續(xù)游管(13)移動(dòng)封頭(12)位置可實(shí)現(xiàn)分段沖刷作業(yè)，形成卸壓空間，實(shí)現(xiàn)消突和采氣的目的。4.如權(quán)利要求1所述的水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣方法，其特征在于:注水和出水井可以互換。5.如權(quán)利要求1所述的水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣方法，其特征在于:可以實(shí)現(xiàn)煤氣共采。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的水平對(duì)接井水力沖刷運(yùn)移卸壓消突采氣法，首先，鉆設(shè)直井（8），煤層頂板以上套管完井，煤層頂板以下裸眼完井；鉆設(shè)水平對(duì)接井（3）的造斜段（4）并下套管固井；然后，用常規(guī)手段鉆得水平段（5）通道，與直井（8）對(duì)接，裸眼完井；在水平段（5）下放篩管（15）和連續(xù)游管（13），篩管（15）帶有篩孔（14），連續(xù)游管（13）頂端加裝活塞封頭（12）；向直井（8）連續(xù)注入大流量高水頭清水，通過(guò)篩孔（14）沖刷煤粉，形成煤粉漿，移動(dòng)塞頭進(jìn)行重復(fù)作業(yè)；將煤粉漿通過(guò)水平井孔環(huán)空部分（3）排至地面；經(jīng)氣、煤、水分離裝置（7）分離，煤和氣被收集儲(chǔ)存，水循環(huán)用于井下射流、沖刷。本發(fā)明為松軟、低滲煤層地面卸壓消突采氣提供了新的解決方法。
【IPC分類(lèi)】E21B43/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104912520
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410093641
【發(fā)明人】馮立杰, 翟雪琪, 王金鳳, 潘云波, 岳俊舉, 盧明, 張博, 王延鋒, 王亞州, 安云飛, 劉振峰, 張世斌, 王宇彬
【申請(qǐng)人】鄭州大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2014年3月14日