[发明专利]一种穿可采煤层油气井井身结构及施工方法

说明书

本发明公开一种穿可采煤层油气井井身结构及施工方法，包括导管；含水层套管；煤层保护套管；中间套管；生产套管；导管内侧设置有含水层保护套；含水层保护套内侧设置有煤层保护套；煤层保护套内侧设置有中间套管；中间套管内侧设置有生产套管。含水层保护套管要下放至含水层底板以下30~50m；煤层保护套管要下放至煤层底板以下30~50m；含水层保护套管以及煤层保护套管，选用N80或者J55型石油套管的一种。本发明能有效控制含水层水污染及工作面瓦斯爆炸、矿井火灾问题，实现煤层与深部油气资源的安全、高效协调开采。

技术领域

本发明涉及一种穿可采煤层油气井井身结构及施工方法，属于资源开采技术领域。

背景技术

在我国的鄂尔多斯盆地，新疆的塔里木盆地以及准噶尔盆地等地区，不仅赋存丰富的煤炭资源，同时深部地层中也蕴含大量的石油、天然气等碳氢化合物能源，如乌鲁木齐就被称为“油田上的煤城”。随着在上述地区上部煤层与下部油气资源协调开采的工程实例的日渐增多，由此引发的环境以及安全问题也亟待解决。此外，工程实践中已经出现上部煤层采动影响下穿过采区的垂直油气井发生破断、堵塞、不出气、服务寿命短等问题，因此，采动区油气井的抗变形强度需要增强，稳定性亟需提高。

普通的油气井由于不受煤层采动影响，其井身结构的稳定性较好，在井筒服务期间，导管、中间套管及生产套管仅产生小幅度变形，整个井壁完整性得到了保证，因而不存在烷烃类油气或压裂液通过采动裂隙网络进入含水层的情况。对于穿煤层开采垂直油气井而言，受煤层开采活动的影响，在井筒筒壁及周围岩体中会形成大量裂隙，在钻井及油气生产过程中，容易出现含有多种化学物质的钻井液、压裂液以及采出的石油或天然气沿裂隙进入地下含水层引起水污染；当烷烃类气体或原油通过裂隙进入煤层工作面、巷道等地下空间时，还有可能导致煤矿井下发生瓦斯爆炸、矿井火灾等事故，严重影响煤层以及油气的顺利开采。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种穿可采煤层油气井井身结构及施工方法，能有效控制含水层水污染及工作面瓦斯爆炸、矿井火灾问题，实现煤层与深部油气资源的安全、高效协调开采。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种穿可采煤层油气井井身结构及施工方法，所述的井身结构包括导管；含水层套管；煤层保护套管；中间套管；生产套管；

所述的导管内侧设置有含水层保护套；

所述的含水层套管内侧设置有煤层保护套管；

所述的煤层保护套管内侧设置有中间套管；

所述的中间套管内侧设置有生产套管；

所述的导管、含水层套管、煤层保护套管、中间套管和生产套管之间浇筑有水泥环。

进一步地，所述的含水层保护套管要下放至含水层底板以下30~50m；

所述的煤层保护套管要下放至煤层底板以下30~50m；

所述的含水层保护套管以及煤层保护套管规格选用N80或者J55型石油套管的一种。

一种穿可采煤层油气井井身结构及施工方法，其特征在于，所述的方法为：

第一步：对布井区域地质资料及煤层开采技术条件进行调查，通过地面钻孔，对钻井区域的表土层、含水层、煤层和油气藏储层的分布特征进行勘察。

第二步：以直径为Φ1的潜孔锤钻头开孔，钻进至表土层与含水层交界面，下放导管，然后用水泥浆封固导管；

第三步：以直径为Φ2的潜孔锤钻头开孔，通过含水层钻至含水层下方岩层30～50m处，下放含水层导管，并在表土层范围内的导管和含水层导管之间冲入水泥浆进行封固用水泥浆固井；

第四步：用直径为Φ3的潜孔锤钻头开孔，从含水层下部钻至煤层底板下部约30～50m处，下放煤层保护套管，并在煤层保护套管与围岩和含水层套管之间的缝隙中冲入水泥浆封固；

第五步：用直径为Φ4的潜孔锤钻头开孔，从煤层底板向下钻进距离H，下放中间套管，并利用水泥浆实现其与煤层保护套管和围岩的固结；