[发明专利]水力深穿透径向水平井开发煤层气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气开采领域水力深穿透径向水平井开发煤层气的方法，具体说就是一种用于提高煤层气单井产量及采收率的水力深穿透径向水平井的方法。

背景技术

垂直井和水平井技术是当前地面钻采煤层气主要的布井方式。垂直井开采方式产气量大、资源回收率高、机动性强，可形成规模效益。但它要求有利的地形条件、厚度较大、渗透性较好的煤层或煤层群。水平井就是从地面先打直井再造斜，沿煤层钻水平井(排泄井或称丛式井)，在煤层内打若干水平分支时，又称为分支水平井或羽状水平井。煤层气多分支水平井的增产机理在于突破了原来直井点的范围与单一水平井的线或窄面的局限，实现了广域面的效应，可以大范围沟通煤层裂隙系统，扩大煤层降压范围，降低煤层水排出时的摩阻，从而大幅度提高单井产量和采收率。

同时，水力压裂技术也是目前煤层气开发普遍采用的增产措施，这是因为人工压裂形成的诱导裂缝降低或消除了煤层的近井眼伤害，强化了煤层中的天然裂隙网络，扩大了有效“井眼半径”和煤层气解吸渗流面积，加强了井眼稳定性，在井眼周围形成了有效的煤层气渗流通道，有效提高煤层气井的产能。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提供一种水力深穿透径向水平井开发煤层气方法。

本发明的目的在于针对我国目前煤层气开采的现状，提供一种具备穿透深度长、定向效果好、成本低、能有效提高煤层气开采率的开发煤层气方法。

根据本发明的一方面，提供了一种利用水力深穿透径向水平井开发煤层气的方法，该方法用于已套管固井形成生产套管的井中。该方法包括：第一步：下入导向器并定位；第二步：下入磨铣钻头，并在生产套管上钻开导向孔；第三步：下入射流喷嘴，射流喷嘴通过套管的导向孔后在高压水射流的作用下向目标煤层自推进喷射形成水平孔眼。

优选地，第三步中的下入射流喷嘴包括将射流喷嘴和高压喷射软管连接在连续油管上，然后一起下入井内，到达预定深度后喷嘴和高压软管在导向器内由垂直转向水平。

优选地，射流喷嘴包括前向喷嘴和后向喷嘴。优选地，第三步中的自推进喷射可以包括当射流喷嘴进入目标煤层后，在后向喷嘴的“自牵引力”作用下，利用前向喷嘴产生的水力能量冲蚀切割煤层。此外，第三步还可以包括待水平井眼钻进长度达到设计长度后，缓慢回收高压喷射软管，利用后向喷嘴产生的水力能量冲蚀煤层扩孔，从而形成水平孔眼。

优选地，第一步中的下入导向器并定位包括：利用油管将导向器下入目标煤层，并借助磁定位仪定深。优选地，该方法还包括借助陀螺仪来为导向器定向。

优选地，其中第一步的下入导向器包括利用修井机将导向器下入到目标煤层指定位置。

优选地，其中第一步还可以包括在井口装好油管四通，并装上井口防喷盒，井口防喷盒直接接在油管挂上接头处，手动液压泵与井口防喷盒之间用液压管线连接起来。

优选地，其中第二步中的下入磨铣钻头包括在地面上连接好井下马达、柔性轴以及磨铣钻头，井下马达通过柔性软管与连续油管连接。

优选地，其中井下马达产生的扭矩和转速通过柔性轴传递给磨铣钻头，柔性轴还起到传递钻压的作用，从而磨铣钻头在生产套管上钻开一个导向孔。

多分支水平井技术适合于开采低渗透煤层气藏，与采用射孔完井和水力压裂增产的常规直井相比具有不可替代的优越性。多分支水平井技术的优点主要有以下几方面：

(1)增加有效供给范围。多分支水平井在煤层中呈网状分布，将煤层分割成很多连续的狭长条带，从而大大增加煤层气的供给范围。

(2)提高煤层导流能力。压裂的裂缝无论长度多长，流动的阻力都是相当大的，而水平井内流体的流动阻力相对于割理系统要小得多。

(3)减少对煤层的伤害。水力压裂改造会对煤层结构产生很难恢复的伤害。

(4)单井钻井成本低，产量高。采用多分支水平井开发技术，单井成本比直井高，但在一个相对较大的区块开发，就减少了钻井数量、钻前工程、钻井完井材料消耗等，综合成本低，而且产量是常规直井的3～10倍，采出程度平均高出2倍以上。

(5)有利于环境保护。同样的开采面积，由于钻井数量少，地面建设占地面积少，对地面环境伤害最小。

附图说明

图1为本发明的磨铣套管系统的示意图；

图2为本发明的径向水平钻孔系统的示意图；

图3为本发明的射流喷嘴的示意图。

具体实施方式