[发明专利]深部煤层气多层水平井合采钻井压裂协同施工方法

说明书

本发明涉及地面煤层气开发的技术领域，尤其涉及一种深部煤层气多层水平井合采钻井压裂协同施工方法。包括利用工程井在第一目标煤层施工端部与排采直井相连的第一水平井，利用所述第一水平井压裂第一目标煤层；封隔第一目标煤层和第二目标煤层之间的排采直井和工程井；利用所述工程井在第二目标煤层施工端部与排采直井相连的第二水平井，利用所述第二水平井压裂目标煤层；解封第一目标煤层和第二目标煤层之间的排采直井和工程井。因此，本发明能够大幅提高施工效率、降低工程成本，能够实现煤层气多层水平井的分段压裂强化增产改造，提高水平井组的整体改造效果和产气效果。

技术领域

本发明涉及地面煤层气开发的技术领域，尤其涉及一种深部煤层气多层水平井合采钻井压裂协同施工方法。

背景技术

目前我国开发的煤层气主要产自于埋深低于1000m(大部分低于800m)的浅层煤层，随着浅埋煤层煤层气资源的逐渐减少，埋深大于1000m的深埋煤层气可作为接替资源进行煤层气开发，以实现煤层气资源开发的可持续性。由于煤层埋深的增加，目前深部煤层气直井开发控制范围小、单位产气量的钻探工程量大、开发效率低，而目前的水平井开发只能解决单一目标煤层的钻井、压裂施工问题，对于深部多煤层共存的地质条件，逐一进行单层开发施工成本高、施工效率低，无法满足深部多煤层煤层气水平井高效开发的需要，因此煤层气多层水平井合采是未来深部多煤层煤层气高效开发的发展方向。

现有技术中公开了一种大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法(申请号202010347964.9)，该专利方法通过在富集薄煤层的层段组成2-3个目标产层组，根据目标产层组设置多底水平井各个分支井筒布置的层位、确定U型或L型多底水平井井型，通过进行钻井完井、分段穿多层压裂和排采施工，实现大间距薄煤层群的煤层气抽采。该专利方法提出了薄煤层群多底水平井抽采的总体方案和思路，但没有涉及多层水平井具体工程一体化施工的成井方法与工艺，而且也未涉及完井管柱如何处置使得钻井、压裂施工互相不发生干扰。目前的施工方法没法解决多层水平井层间钻井、层间分段压裂以及钻井与压裂协同施工的干扰难题，工程实施具有施工难度大、效率低、成功率低、成本高的特点，无法进行工程实践，难以促进煤层气多层水平井开发方法由理论走向工程实践应用。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种深部煤层气多层水平井合采钻井-压裂协同施工方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深部煤层气多层水平井合采钻井-压裂协同施工方法，提高深部多煤层煤层气井施工效率和成功率，实现强化开采效果的深部多煤层煤层气合采水平井施工新技术。

为解决上述问题，本发明公开了一种深部煤层气多层水平井合采钻井压裂协同施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：排采直井钻井施工。依据煤层的空间展布规律，构造深部钻排采直井，排采直井采用二开井身结构，一开钻至基岩面以下20m，下入表层套管，固井水泥浆返至地面；二开依次穿越深部多层煤层，钻至最下部主力煤层A1以下至少50m完钻，下入生产套管，固井水泥浆返至地面；

步骤2：排采直井煤层顶板岩层段扩孔造穴。按照从下往上的施工顺序分别在紧邻各主力煤层的顶板岩层玻璃钢套管段进行扩孔造穴；

步骤3：水平井工程井段钻完井施工。构造浅部钻水平井工程井段，工程井段采用二开的大直径井身结构，一开钻至基岩面以下20m，下入表层套管，固井水泥浆返至地面；二开包括直井段和斜井段，二开在斜井段依次穿越各主力煤层，钻进至A1煤层着陆点，下入技术套管，采用1.7-1.8g/cm³高密度水泥浆固井，固井水泥浆返至地面；

步骤4：A1煤层水平段钻完井施工。下入钻头进行水平段钻进，水平段位于A1煤层内、末端在A1煤层的顶板岩层内与排采直井成功对接，水平段下入生产套管柱、不固井完井；