[发明专利]一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法

说明书

本发明属于煤层气抽采技术领域，具体涉及一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，采用一组底板U型井和一口顶板L型井联合抽采目标碎软煤层的煤层气，底板U型井由底板L型井和垂直井组成；施工时先施工垂直井，再施工底板L型井，底板L型井的水平段位于目标碎软煤层的底板下方，底板L型井的水平段下山钻进并沟通垂直井，最后在底板L型井的井眼内钻进顶板L型井，顶板L型井的水平段位于目标碎软煤层的顶板上方，顶板L型井的水平段下山钻进至距垂直井预设距离处终孔；在底板L型井的水平段上间隔设置作业段，作业段包括中间的压裂段和前后的底板射孔段；在顶板L型井的水平段上设置顶板射孔段；垂直井排水，顶板L型井采气。

技术领域

本发明属于煤层气抽采技术领域，具体涉及一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法。

背景技术

碎软煤层煤层气抽采是世界性难题，一直困扰着煤层气行业，并严重威胁煤炭安全生产。目前碎软煤层垂直井平均产气量小于500方/天，煤层水平井平均产气量小于3000方/天，近年来实施的顶板水平井产气量突破5000方/天。碎软煤层煤质松软低渗易坍塌，煤层气水平井水平段无法在煤层中维持，堵塞产气裂隙通道，影响煤层气抽采效果，使得煤矿安全存在瓦斯风险，尚未有更好的方法来突破碎软煤层煤层气抽采技术难关。

发明内容

本发明为了解决碎软煤层煤质松软低渗易坍塌，煤层气水平井水平段无法在煤层中维持，堵塞产气裂隙通道，影响煤层气抽采效果，煤矿安全存在瓦斯风险的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法，采用一组底板U型井和一口顶板L型井联合抽采目标碎软煤层的煤层气，底板U型井由底板L型井和垂直井组合而成；施工时先施工垂直井，再施工底板L型井，底板L型井自地表向下钻过目标碎软煤层、水平段位于目标碎软煤层的底板下方，底板L型井的水平段下山钻进并沟通垂直井，底板L型井中下入封隔器，最后在底板L型井的井眼内造斜钻进顶板L型井，顶板L型井的水平段位于目标碎软煤层的顶板上方，顶板L型井的水平段下山钻进至距垂直井预设距离处终孔；在底板L型井的水平段上间隔设置作业段，作业段包括中间的压裂段和前后的底板射孔段；在顶板L型井的水平段上设置顶板射孔段，顶板射孔段与作业段空间内错开，顶板射孔段位于两作业段中间；在垂直井的井口安装抽油机或螺杆泵进行排水，底板L型井不排采，顶板L型井的井口连接采气管道进行集输。

进一步地，所述垂直井穿过目标碎软煤层的底板预设深度后构造井眼洞穴，底板L型井的水平段延伸至与井眼洞穴相连。

进一步地，所述垂直井采用二开井身结构；一开钻入地表下2m，下入玻璃钢套管；二开钻穿目标碎软煤层、钻至设计深度终孔，下入石油套管；垂直井全井固井，固井后在距目标碎软煤层的底板2米处扩孔造穴，井眼洞穴的半径大于0.5m。

进一步地，所述底板L型井内压裂段施工时，先采用射孔枪或水力喷砂向目标碎软煤层方向垂直定向射孔，再进行连续油管由远及近分段压裂；压裂完成后施工底板射孔段，在压裂段前后再次采用射孔枪或水力喷砂向目标碎软煤层方向垂直定向补射孔；顶板L型井内采用射孔枪或水力喷砂向目标碎软煤层方向垂直定向射孔。

进一步地，所述底板L型井上的作业段的间距为60m，压裂段和底板射孔段的长度均是10m，顶板射孔段的长度为20m。

进一步地，所述压裂段上的射孔孔距为1米，相位角偏差小于5度、孔密16孔/米；底板射孔段上的射孔孔距为1米、相位角偏差小于5度、孔密16孔/米；顶板射孔段上的射孔孔距为1米、相位角偏差小于5度、孔密16孔/米。

进一步地，所述底板L型井内压裂过程中压裂液采用清水+氯化钾配比形成的活性水，根据煤质情况在压裂液中添加降阻或防膨添加剂。

进一步地，所述底板L型井和顶板L型井采用三开井身结构；一开下入表层套管，二开下入技术套管、三开下入生产套管，生产套管采用悬挂装置固定于技术套管尾端，底板L型井和顶板L型井全井固井。