[发明专利]一种地面区域条带煤矿瓦斯消突工艺在审

专利信息
申请号: 201810486202.X 申请日: 2018-05-21
公开(公告)号: CN108643960A 公开(公告)日: 2018-10-12
发明(设计)人: 张文勇;田坤云;郭启文;张瑞林;徐星;孙光中;郑吉玉;张青松;张亚莉 申请(专利权)人: 河南工程学院
主分类号: E21F7/00 分类号: E21F7/00;E21B43/30
代理公司: 郑州优盾知识产权代理有限公司 41125 代理人: 郑园;栗改
地址: 451191 河南*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 优选 地面区域 煤矿瓦斯 条带 造斜 主支 钻进 地面煤层气 岩心 布置方式 储层改造 促进作用 分支参数 煤层瓦斯 煤炭行业 水力喷射 瓦斯抽采 压裂 钻井 观测 煤矿 开发
【权利要求书】:

1.一种地面区域条带煤矿瓦斯消突工艺,其特征在于,包括如下步骤:

a.根据储层特点以及地质特征,对分支布置方式进行优选;

b.根据资源潜力评价结果,以及岩层岩性、空间展布,对直井井位进行优选;

c.根据以往勘探开发资料以及煤矿揭露等资料对造斜点进行优选;

d.根据煤储层渗透性特征以及预测区工作面布置,对分支参数进行优选;

e.根据储层特征,对储层改造工艺进行优选;

f.将钻井设备搬运到井场后,根据前期设计,开始直井段钻进,当钻至基岩以下设计深度后完成一开完井,其中固井水泥返至地面,随后继续钻进,在钻至预造斜点时,根据取芯结果对岩性及地层特征进行判识,若符合造斜要求开始造斜,否则重新选取造斜点,并完成二开固井;

g.完成造斜后,根据设计要求,完成主支段钻进,并对煤岩心进行观测,分析沿主支煤体结构变化特征,为分支造斜点选取提供依据,其中三开不进行水泥固井;

h.选取造斜点后,继续钻进至设计深度,依次完成分支钻进;

i.根据压裂设计完成主支水力喷射压裂,依次完成后续工作;

j.根据排采设计开始排采。

2.根据权利要求1所述的地面区域条带煤矿瓦斯消突工艺,其特征在于:所述的步骤a中,分支布置方式优选,是根据煤层厚度及煤层层数,对分支的空间位置关系进行布置与优选,主支井为水平井,分支井采用与主支井同向并平行于主支井方向钻进;

对于单一煤层;当只对一侧预采区工作面瓦斯进行抽采时,采用在主支井上进行若干分支井钻进;当两侧工作面相距较近,为同一个压力系统,并且储层地质条件相近时,同时对两侧工作面瓦斯进行抽采,采用在同一井筒两侧均进行一主支井钻进,在每根主支井上进行若干分支井钻进;

对于发育两层及两层以上煤层,间距较小,并且储层条件相似的区域,采用多层煤合层排采的方式;对于两层煤距离较近,并且适合合层排采的区域,当煤体结构完整,采用在同一个主支井进行两层煤层分支井的钻进;对于同时在水平段钻出多个分支难度较大以及两层煤间距过大的区域,采用分别在同一井筒不同处进行造斜,分别在两根主支井进行两层煤层分支井的钻进。

3.根据权利要求1所述的地面区域条带煤矿瓦斯消突工艺,其特征在于:所述的步骤b中,井位选择时要考虑地层稳定性,远离断层、陷落柱以及地质构造复杂区域,便于造斜点的确定。

4.根据权利要求1所述的地面区域条带煤矿瓦斯消突工艺,其特征在于:所述的步骤c中,造斜点的优选,是根据钻井轨迹所经过岩层的性质,选择层位稳定处进行造斜,包括主支井造斜点的选取和分支井造斜点的选取;对于主支井的造斜点的选取,要选择层位稳定、岩石强度较好的层位,避免在泥岩、页岩造斜;对于分支井造斜点选取,根据主支钻进过程中煤岩取芯观测,选择在硬煤发育区进行分支井的造斜与钻进。

5.根据权利要求1所述的地面区域条带煤矿瓦斯消突工艺,其特征在于:所述的步骤d中,分支参数优化,是根据抽采周期、储层渗透性特征,合理布置分支间距、分支数目以及分支长度;

为了确定合理的分支间距,首先应该对储层渗透性进行测试,根据储层渗透性好坏确定合理的分支间距,对于渗透性较好的区域,可以适当增加分支间距,对于渗透性比较差的区域,由于储层瓦斯运移阻力较大,应该减小分支的间距,减少瓦斯在未改造储层中的运移距离,分支间距为15~45m;

分支数目的确定主要是根据分支间距以及回采面宽度,分支间距越小,分支数目越大,分支间距越大,分支数越小,分支数目为4~6支;

为了尽量排采储层中的煤粉,使储层应力得到释放,应该尽量增加分支长度,但是,分支长度过大,增加了钻井难度,并且长度过长导致深度瓦斯难以运移,所以,分支长度为600~800m。

6.根据权利要求5所述的地面区域条带煤矿瓦斯消突工艺,其特征在于:所述的分支间距为20-30m。

7.根据权利要求1所述的地面区域条带煤矿瓦斯消突工艺,其特征在于:所述的步骤e中,根据储层特征,对储层改造工艺进行优选;储层改造工艺优选,是根据储层特点选择与之相适应的储层改造工艺,提高储层渗透性,包括对主支井进行水力喷射改造;其中水力喷射段间距为30~50m,喷嘴布置采用180°相位分布,每米4-5个喷嘴,喷射水压20-35MPa,时间不低于30分钟。

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