煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法，包括根據(jù)叢式支翼方位差異，鉆設(shè)對應(yīng)排采直井，排采直井二開完鉆，采用上部下套管，下部裸眼的完井方式，套管類型為鋼套管與玻璃鋼套管聯(lián)用；造穴方式在裸眼段放噴造穴，玻璃鋼套管段割套管造穴；采用雙增式造斜方式使主井眼與排采井眼完成遠(yuǎn)距離連通，連通結(jié)束后，再鉆設(shè)水平分支段；固封排采井口袋，洗井，固封造斜段，此支翼即可投產(chǎn)；同樣步驟完鉆其他支翼。效果是本發(fā)明提高了單井波及面積和日產(chǎn)量，降低了施工成本、增大了安全系數(shù)、縮短了工期。
【專利說明】煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤層氣開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，煤層氣的開采一般采用直井和水平井兩種井型，其中水平井由于其波及面積大，產(chǎn)出量大，已受到越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。水平井開采煤層氣的方式一般采用主井眼通過造斜段與一已完鉆的排采直井相連，其后鉆設(shè)水平段，最終通過排采直井投入生產(chǎn)的鉆井方案；主井眼與排采直井的連通，必須對排采直井進(jìn)行擴(kuò)孔的預(yù)處理，一般采用在對應(yīng)儲集層段下入玻璃鋼套管進(jìn)行固封，其后通過割刀鉆頭和擴(kuò)眼鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔處理形成洞穴。水平進(jìn)尺結(jié)束后，徹底洗井、抽水、降壓即可投產(chǎn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)遇到多層煤層氣藏時，則需在每層鉆設(shè)單獨(dú)的水平井和排采直井，一次需要在同一區(qū)域多次重復(fù)同一工序，且水平井與排采直井的連通又使得水平段進(jìn)尺方位受到極大的局限，從而造成鉆井效率低、井場數(shù)量眾多等問題，使得鉆井成本居高不下。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了應(yīng)對以上技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出了一種煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鉆井效率低、成本高的問題。
[0005]本發(fā)明的鉆井方法包括四個方位四口排采直井的鉆設(shè)、儲層處八個洞穴的完成與I 口叢式多分支水平井的鉆設(shè)及與對應(yīng)排采直井的遠(yuǎn)距離連通；具體包括以下步驟:
從正北方位開始，按順時針的順序，完成每個方位支翼的鉆進(jìn)；正北方位，在對應(yīng)位置鉆設(shè)排采直井，排采直井采用三種方式完井，兩種方式造穴；主井眼采用井眼重復(fù)利用技術(shù)鉆進(jìn)；正北方位支翼鉆井結(jié)束后，在排采直井和主井眼造斜段打水泥塞固封；同樣步驟完成其他方位支翼的鉆進(jìn)；煤層氣開采結(jié)束后，進(jìn)行煤的開發(fā)。
[0006]所述的排采直井采用的三種方式完井為，在下方儲層以下留60米裸眼井段，下入套管時，上部煤層下入玻璃鋼套管，井口到下部煤層往上5米的其他位置下入鋼套管，剩余井段為裸眼。
[0007]所述的兩種方式造穴為，放噴造穴與割玻璃鋼套管造穴技術(shù)的聯(lián)用，下方儲層裸眼完井采用放噴造穴，上方儲層下玻璃鋼套管完井采用割玻璃鋼套管造穴。
[0008]所述的放噴造穴為，下鉆至井底，逐步減少泵入水氣混合物中的水量同時增大氣量，把鉆頭起到套管里，然后注氣增壓，關(guān)井，保持鉆具在套管里，打開液控放噴閥，壓力的瞬間釋放使煤層與井眼間產(chǎn)生巨大壓差使得煤層向井中塌陷，重復(fù)以上步驟，直到壓力釋放后只帶出少量煤屑為止。
[0009]所述的割玻璃鋼套管造穴為，下入內(nèi)割刀鉆頭對上部儲集層擴(kuò)孔，該內(nèi)割刀鉆頭配置有大小徑，采用液壓控制方式使內(nèi)割刀鉆頭刀桿在煤層中張開，并在鉆具的帶動下旋轉(zhuǎn)，其中小徑割斷玻璃鋼套管，大徑切削煤層形成滿足實(shí)際需要的洞穴。
[0010]所述井眼重復(fù)利用技術(shù)為，從下往上的側(cè)鉆順序，在上部儲層下方3m處安裝固井分級箍，打完水泥漿后立即打開分級箍循環(huán)排出上部水泥漿，鉆設(shè)造斜段完成與排采直井下部洞穴的連通，連通后完成水平分支的鉆設(shè)，下部支翼完成后，在固井分級箍以下套管內(nèi)下入封隔器，下入割刀割斷分級箍以上套管并起出，在上部儲層下方5m處打水泥塞，進(jìn)行上部儲層對應(yīng)造斜段與排采直井的連通及水平分支的鉆設(shè)。
[0011]所述的打水泥塞固封為，在排采直井距井底30米處打水泥塞固封井底煤渣、巖屑，洗井后，在支翼各造斜段打水泥塞固封。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果如下:
在開發(fā)多層煤氣藏的同時，增加水平進(jìn)尺，提高單井日產(chǎn)量，減少工期，減小施工難度，降低成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為叢式多分支水平井三維井眼軌跡圖。
[0014]圖2為叢式多分支水平井側(cè)視圖。
[0015]圖3為叢式多分支水平井俯視圖。
[0016]圖4為叢式多分支水平井某支翼主視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下參照附圖，結(jié)合具體實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明。
實(shí)施例
[0018]如圖1-4所示，本發(fā)明的鉆井方法包括四個方位四口排采直井的鉆設(shè)、儲層處八個洞穴的完成與I口叢式多分支水平井的鉆設(shè)及與對應(yīng)排采直井的遠(yuǎn)距離連通；具體步驟為，確定主井眼周圍各方位儲層的地層傾角，從而設(shè)計(jì)叢式多分支水平井其水平段的進(jìn)尺方向、進(jìn)尺長度、分支間夾角，對于復(fù)雜地層，如在大傾角地層，可選擇在該分支方向上用U型水平井代替多分支水平井；在斷塊地層則可以選擇不進(jìn)尺或減少進(jìn)尺，確定各排采直井的位置后，按方位角順序進(jìn)行叢式分支的施工。
[0019]鉆設(shè)排采直井，在下方儲集層下底板往下鉆設(shè)60米“ 口袋”，下套管至下方儲層以上5m固井，下套管時須注意上部儲層段用玻璃鋼套管覆蓋，計(jì)算各段套管長度，以保證玻璃鋼套管準(zhǔn)確地將上部儲層段完全覆蓋，以備擴(kuò)孔之需，其它層段采用鋼套管以保證井身質(zhì)量；對下方儲層進(jìn)行放噴造穴，即下鉆至井底，逐步減少泵入水氣混合物中的水量同時增大氣量，把鉆頭起到套管里，然后注氣增壓，關(guān)井，保持鉆具在套管里，快速打開液控放噴閥，壓力的瞬間釋放使煤層與井眼間產(chǎn)生巨大壓差使得煤層向井中塌陷，重復(fù)以上步驟，直到壓力釋放后只帶出少量煤屑為止，下方儲層造穴完畢；下入內(nèi)割刀鉆頭對上部儲集層擴(kuò)孔，該鉆頭配置有大小徑，采用液壓控制方式使鉆頭刀桿在煤層中張開，并在鉆具的帶動下旋轉(zhuǎn)，其中小徑割斷玻璃鋼套管，大徑切削煤層形成滿足實(shí)際需要的洞穴；所有儲層造穴完畢后，下鉆至放噴洞穴處增大泵入量洗井。
[0020]完鉆主井眼垂直段，下套管固井，中心主井眼從下往上依次與對應(yīng)儲層排采直井通過雙增式造斜完成連通，連通后進(jìn)行水平段的鉆設(shè)，從下往上的側(cè)鉆順序，以使用井眼重復(fù)利用技術(shù)即:固井時在上部儲層下方3m處安裝固井分級箍，打完水泥漿后立即打開分級箍循環(huán)排出上部水泥漿，鉆設(shè)造斜段完成與排采直井下部洞穴的連通，連通后完成水平分支的鉆進(jìn)，下部支翼完成后，在固井分級箍以下套管內(nèi)下入封隔器，下入割刀割斷分級箍以上套管并起出，在上部儲層下方5m處打水泥塞，進(jìn)行上部儲層對應(yīng)造斜段與排采直井的連通及其水平分支的鉆設(shè)。
[0021]連通過程采用“鉆頭+旋轉(zhuǎn)強(qiáng)磁短節(jié)+馬達(dá)+無磁鉆挺+MWD+鉆桿”的鉆具組合，以旋轉(zhuǎn)磁測距系統(tǒng)接收鉆進(jìn)參數(shù)信號，根據(jù)傳送的信息判定鉆頭鉆進(jìn)方向與直井連通點(diǎn)位置的偏差，通過連續(xù)滑動鉆進(jìn)的方式增斜、復(fù)合鉆進(jìn)的方式穩(wěn)斜，從而控制井眼軌跡，直至水平井與排采直井的造穴段順利連通。
[0022]完鉆該方位所有井段后，在排采直井距井底30m處打水泥塞，固封其下丟棄的玻璃鋼套管、煤渣、巖屑，避免開發(fā)時混入雜質(zhì)；循環(huán)鉆井液徹底洗井后，在此方位所有造斜段始端處打水泥塞固封，此方位所有支翼即可通過對應(yīng)排采直井進(jìn)行正常生產(chǎn)。
[0023]依照此法完成其他方位支翼的鉆井工作。
[0024]煤層氣的開發(fā)完成后，對所有煤層進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià)，由于除垂直主井眼外，所有儲層均為裸眼，對有開發(fā)潛力的煤儲層，可進(jìn)行后續(xù)開采。
[0025]以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果。只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法，其特征在于包括四個方位四口排采直井的鉆設(shè)、儲層處八個洞穴的完成與I 口叢式多分支水平井的鉆設(shè)及與對應(yīng)排采直井的遠(yuǎn)距離連通；具體包括以下步驟: 從正北方位開始，按順時針的順序，完成每個方位支翼的鉆進(jìn)；正北方位，在對應(yīng)位置鉆設(shè)排采直井，排采直井采用三種方式完井，兩種方式造穴；主井眼采用井眼重復(fù)利用技術(shù)鉆進(jìn)；正北方位支翼鉆井結(jié)束后，在排采直井和主井眼造斜段打水泥塞固封；同樣步驟完成其他方位支翼的鉆進(jìn)；煤層氣開采結(jié)束后，進(jìn)行煤的開發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法，其特征在于所述的排采直井采用的三種方式完井為:在下方儲層以下留60米裸眼井段，下入套管時，上部煤層下入玻璃鋼套管，井口到下部煤層往上5米的其他位置下入鋼套管，剩余井段為裸眼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法，其特征在于所述的兩種方式造穴為，放噴造穴與割玻璃鋼套管造穴技術(shù)的聯(lián)用，下方儲層裸眼完井采用放噴造穴，上方儲層下玻璃鋼套管完井采用割玻璃鋼套管造穴。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法，其特征在于所述的放噴造穴為，下鉆至井底，逐步減少泵入水氣混合物中的水量同時增大氣量，把鉆頭起到套管里，然后注氣增壓，關(guān)井，保持鉆具在套管里，打開液控放噴閥，壓力的瞬間釋放使煤層與井眼間產(chǎn)生巨大壓差使得煤層向井中塌陷，重復(fù)以上步驟，直到壓力釋放后只帶出少量煤屑為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法，其特征在于所述的割玻璃鋼套管造穴為，下入內(nèi)割刀鉆頭對上部儲集層擴(kuò)孔，該內(nèi)割刀鉆頭配置有大小徑，采用液壓控制方式使內(nèi)割刀鉆頭刀桿在煤層中張開，并在鉆具的帶動下旋轉(zhuǎn)，其中小徑割斷玻璃鋼套管，大徑切削煤層形成滿足實(shí)際需要的洞穴。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法，其特征在于所述井眼重復(fù)利用技術(shù)為，從下往上的側(cè)鉆順序，在上部儲層下方3m處安裝固井分級箍，打完水泥漿后立即打開分級箍循環(huán)排出上部水泥漿，鉆設(shè)造斜段完成與排采直井下部洞穴的連通，連通后完成水平分支的鉆設(shè)，下部支翼完成后，在固井分級箍以下套管內(nèi)下入封隔器，下入割刀割斷分級箍以上套管并起出，在上部儲層下方5m處打水泥塞，進(jìn)行上部儲層對應(yīng)造斜段與排采直井的連通及水平分支的鉆設(shè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣叢式雙層多分支水平井及對應(yīng)排采直井系統(tǒng)的鉆井方法，其特征在于所述的打水泥塞固封為，在排采直井距井底30米處打水泥塞固封井底煤渣、巖屑，洗井后，在支翼各造斜段打水泥塞固封。
【文檔編號】E21B43/30GK104481495SQ201410614967
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】潘一, 冷俊, 楊雙春 申請人:遼寧石油化工大學(xué)