[发明专利]孔底复合封堵破碎岩体的煤层气井穿越采空区的钻井方法

权利要求书

1.一种孔底复合封堵破碎岩体的煤层气井穿越采空区的钻井方法，采用三重套管结构、三开钻进施工工艺，煤层气井的井身由一开钻孔（10）与表层套管（11）、二开钻孔（15）与技术套管（13）、三开钻孔（18）与生产套管（19）组成，二开钻孔阶段穿越采空区，其特征在于：穿越采空区二开钻进施工时，对煤层气井钻孔围岩破碎岩体进行分段复合封堵；所述钻孔围岩破碎岩体依次分为三个阶段施工，第一阶段为在中等破碎岩体（3）区段实施孔底注入泡沫液辅助措施、第二阶段为在显著破碎岩体（4）区段实施孔底注浆的辅助措施、第三阶段为冒落带空洞（5）区段实施跟管钻进措施。

2.根据权利要求1所述的孔底复合封堵破碎岩体的煤层气井穿越采空区的钻井方法，其特征在于：所述表层套管（11）、技术套管（13）和生产套管（19）的顶端孔口连接耦合，形成稳固管井结构体系。

3.根据权利要求2所述的孔底复合封堵破碎岩体的煤层气井穿越采空区的钻井方法，其特征在于，具体的钻井施工工艺如下：

1）煤层气井孔口（9）定位，施工材料准备；

2）一开钻孔（10）施工，穿越第四系（1）至基岩面以下，一开钻孔完毕；

3）下入表层套管（11），在一开钻孔（10）与表层套管（11）间隙，注入外层套壳料（12），候凝；

4）待外层套壳料（12）初凝后，采用气动潜孔锤进行二开钻孔（15）施工，穿越微弱破碎岩体（2），进入中等破碎岩体（3），注入泡沫液，降低破碎岩体的漏气性，减少高压气体漏失；

5）继续钻进至显著破碎岩体（4），如出现大量漏风、卡钻现象，提出气动潜孔锤，选用分段高压注浆器在孔底注浆，形成直径2倍于钻孔直径的注浆体（16），再使用气动潜孔锤进行钻进；重复步骤5），直至钻进至冒落带空洞（5）；

6）下入技术套管（13），气动潜孔锤跟管钻进，直接穿越冒落带空洞（5），钻至冒落带空洞（5）下部的极破碎岩区域时提钻，再次下入分段高压注浆器在孔底注浆，候凝；

7）待孔底注浆体（16）初凝后，采用气动潜孔锤跟管钻进至煤层底板（7）内，二开钻孔（15）完毕；

8）在二开钻孔（15）孔底高压注浆，使水泥浆上返至冒落带空洞（5）；在技术套管（13）与表层套管（11）之间注入内层套壳料（14），候凝，使技术套管（13）顶端、底端稳固；

9）三开钻孔（18）钻进施工，钻进至下部煤层（8）底板，三开钻孔（18）完毕；

10）下入生产套管（19），在三开钻孔（18）孔底高压注入水泥浆，使浆液沿生产套管（19）与技术套管（13）的间隙上返至孔口；

11）在孔口（9）部位，使用锁口钢制固件（21），将表层套管（11）、技术套管（13）、生产套管（19）锁固，完成钻井施工。

4.根据权利要求3所述的孔底复合封堵破碎岩体的煤层气井穿越采空区的钻井方法，其特征在于：所述外层套壳料（12）、内层套壳料（14）分别是由水泥、土、水按1∶1.5∶1.80混合配制而成。

5.根据权利要求4所述的孔底复合封堵破碎岩体的煤层气井穿越采空区的钻井方法，其特征在于：所述孔底注浆也为水灰比0.5-1.0的纯水泥浆。

6.根据权利要求5所述的孔底复合封堵破碎岩体的煤层气井穿越采空区的钻井方法，其特征在于：步骤10）下入生产套管（19）时，生产套管（19）的管口至少高出地表0.5m。

7.根据权利要求6所述的孔底复合封堵破碎岩体的煤层气井穿越采空区的钻井方法，其特征在于：孔底注浆时采用分段高压注浆器，所述分段高压注浆器包括管体（41），所述管体（41）为三段一体式结构，管体（41）的中部为开有若干注浆槽（39）的花管，管体（41）的上部和下部分别为丝扣，上、下部丝扣处分别安装有止浆塞组合，上、下部止浆塞组合之间的区间段为注浆段，其中，上部止浆塞组合可沿注浆器上部丝扣上下移动；所述注浆器上部丝扣的顶端安装有用于配合连接钻杆（31）、注浆管（32）的锁接头（34）。