[发明专利]一种多分支水平井分支参数的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种煤气层开采工艺技术方法，具体涉及一种多分支水平井分支参数的确定方法。

背景技术

随着经济的发展和人民生活水平的提高，对能源需求量以及环境质量的要求越来越高。致使煤矿瓦斯的处理由直接排空向高效利用转变，不仅可以减少直接排空造成的环境污染以及给煤矿安全生产带来的威胁，而且可以作为一种新资源，在一定程度上弥补常规资源的不足。瓦斯的开采主要是以井下瓦斯抽采和地面抽采为主，其中地面瓦斯抽采以其抽采浓度高、抽采时间长、消突效果好而得到了快速发展。

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产气量高、有效控制范围大而得到快速发展。进行多分支水平井施工时，合理的分支设计不仅可以有效减少施工工程量，而且可以对控制范围内的瓦斯进行有效抽采，减少瓦斯抽采的重叠区和盲区，达到节约成本、提高经济效益的目的。但是在现场实际施工过程中，目前的分支参数设计大部分是基于现场经验或数值模拟软件，数值模拟软件大多来自国外，国外地质条件与中国地质条件的差异性导致煤储层本身属性存在较大差异决定了采用数值模拟软件模拟结果与实际结果存在较大差异，依据现场经验导致人为干预性过大。分支井工程投资大，风险更高，若参数设计不合理，容易导致分支不能对开采范围内的瓦斯进行有效抽采，存在抽采盲区或重叠区，若存在重叠区无形中造成了施工浪费，若存在抽采盲区瓦斯不能有效降低，对瓦斯实际情况把握不准，可能进一步加大了瓦斯突出的可能性。因此迫切需要一种工艺方法，可以根据储层实际情况，对主支长度、主支与分支的角度、分支长度等参数进行优化并确定，以便更有效的减少抽采盲区和重叠区，降低开发成本，最大限度的提高经济效益。

发明内容

本发明目的是针对多分支水平井施工过程中分支参数设计主要依靠现场经验或数值模拟等方法，容易造成抽采的盲区或重叠区问题，提出了一种多分支水平井分支参数确定的工艺方法，通过该工艺可以根据不同区域储层特征、构造等情况对多分支井的主要参数进行确定，降低了开发风险，最大限度的提高了经济效益。

本多分支水平井分支参数的确定方法主要包括以下四个步骤：1.主支方位的确定，2.分支角度的确定，3.分支数目的确定和4.分支长度的确定；其中，所述步骤1中主支方位的确定的方法为当煤储层原始渗透性比较好时，孔裂隙较发育，具有较好的方向性，此时主支方向应与主裂隙方向平行或者近似平行，通过分支将主裂隙串联起来。

所述步骤2中分支角度的确定的方法为设煤层中均匀分布着裂隙长度和宽度均一的面割理和端割理，然后忽略钻进时各支在煤层中的蜿蜒运动，及设钻进始终在同一平面内进行，且钻进时各分支与主支的角度始终保持一致；面割理与主支平行，煤层为水平煤层，且在钻进时各个分支之间的距离相等，接着可以通过启动压力梯度来求取排采时各个分支的影响距离，其启动压力梯度与煤储层的渗透率的计算公示如下：

λ＝ak^-b

式中：λ为启动压力梯度，MPa/m；a，b为常数，可以由实验数据拟合求取；k为煤储层渗透率，mD。

设第i个分支段内压力下降的最小值为p_i，煤储层压力为P，则第i个分支段的影响距离S_i可表示为：

Si=P-Piaiki-bi]]>

在主支的同侧，与第i个分支紧挨的第i+2个分支段内压力下降的最小值为P_i+2，则第i+2个分支段的影响距离S_i+2可表示为：