[发明专利]非固井套管完井煤层气水平井抽采方法

权利要求书

1.一种非固井套管完井煤层气水平井抽采方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：确定水平井位置，依据煤层底板等高线来确定煤层的倾向，并依据水力压裂裂缝监测结果确定最小主应力方向，同时按照水平井眼轨迹沿煤层的倾向和平行于煤层最小主应力方向设计水平井的水平段位置；

步骤2：排采直井钻入，所述排采直井采用两开的井身结构，煤层段下入玻璃钢套管完井，在煤层的位置扩孔出一个半径为0.5m的洞穴作为水平井与排采直井对接点，一开采用Φ311.15mm钻头钻至基岩面以下20m，下入Φ244.5mm的排采直井表层套管，固井水泥浆返至地面；

步骤3：水平井钻入，所述水平井采用三开井身结构以形成垂直段和水平段，所述垂直段和水平段之间通过造斜段过渡，且所述水平段的末端与所述排采直井连通，在钻入过程获取方向伽马和井径参数，依据煤层与岩层的伽马值差异，实时调整控制水平井井眼轨迹位于目标煤层段的中部，并掌握水平井的井径扩大率参数；

步骤4：水平段内参数优化，在水平井完钻后，选择井径扩大率较小、且变化均匀的目标段作为管外封隔器坐封段；选择井径扩大率小于30％和气测录井气显示大的水平段以及避开套管接箍段作为射孔压裂目标段，实现对水平井管外封隔器坐封段和射孔、压裂段进行优化；

步骤5：下入完井管柱，按照优化的封隔器坐封段，依次连接套管和封隔器下入水平井，把管外封隔器下入到设计指定的坐封段位置，并采用不固井的方式进行完井，管外封隔器为遇水自膨胀封隔器，型号为Y/SZF-140，遇水膨胀橡胶最大膨胀倍率＞600％，封压性能：10MPa/m，膨胀时间：5-30天可调；

步骤6：水平段的射孔压裂施工，采用定向水力喷砂射孔方式对目标段进行射孔，射孔施工结束后采用油管喷射和油套环空加砂联合注入的方式，按照大排量、大规模、高前置液比、中砂比的要求对水平井进行段塞式携砂压裂工艺，对射孔段进行压裂施工，重复以上过程，逐段进行射孔压裂施工，直至完成全井段压裂施工，所述定向水力喷砂射孔中射孔施工排量为2.4m³/min，按照水平180°进行定向射孔，采用清水作为喷射液体，选择40-70目的石英砂作为射孔磨料，石英砂的砂比为5％-7％，所述段塞式携砂压裂工艺，即采用段塞+中顶+段塞的不连续加砂模式，压裂施工时先注入一定量的携砂液，然后注入一定量的活性水，其后再注入一定量的携砂液，在整个射孔压裂施工的逐段压裂过程中反复按照段塞式携砂压裂工艺的过程进行施工；

步骤7：采气生产。

2.如权利要求1所述的非固井套管完井煤层气水平井抽采方法，其特征在于：在步骤2中，二开先采用Φ215.9mm钻头钻至煤层以下60米结束，下入Φ177.8mm的排采直井生产套管，固井水泥浆返至地面。

3.如权利要求1所述的非固井套管完井煤层气水平井抽采方法，其特征在于：在步骤3中，所述水平井三开井身结构的施工包含：水平井一开采用Φ444.5mm钻头钻至基岩面以下20m，下入Φ339.7mm的水平井表层套管、固井候凝，水泥浆返至地面；二开先采用Φ215.9mm钻头钻至着陆点，然后再用Φ311.15mm导向扩孔钻头扩孔至二开着陆点，下入Φ244.5mm水平井技术套管后固井候凝，水泥浆返至地面；三开水平段采用Φ215.9mm钻头钻至设计井深，并与排采直井连通后完钻，下入Φ139.7mm的完井管柱至对接点。

4.如权利要求1所述的非固井套管完井煤层气水平井抽采方法，其特征在于：在步骤5中，在每两个压裂段之间各连接一个管外封隔器，封隔器连接套管一次性下入水平井，封堵套管外环空，减少煤粉和压力对已压裂段造成影响，提高完井效果。

5.如权利要求1所述的非固井套管完井煤层气水平井抽采方法，其特征在于：所述的油管喷射和油套环空加砂联合注入的方式，压裂液从油管中注入，经喷嘴喷入煤层，在喷嘴出口区域由于射流速度的增加，压力能转化为动能，动能增加，压力能降低，此时在喷嘴出口区域能形成一个相对低压区域；当射流进行煤层以后，沿着射流方向，由于阻力的作用，此时射流速度迅速降低，动能转化为压力能，动能降低，压力能增加，在煤层射孔孔道内能形成一个增压区域；因此，油套环空中的压裂液在射流的卷吸作用下进入煤层，在低于煤层破裂压力的条件下能够起裂，起到定点压裂和管外防窜流作用，实现大排量压裂施工目的。

6.如权利要求1所述的非固井套管完井煤层气水平井抽采方法，其特征在于：在步骤7的采气生产时，采用气/水分开同步生产模式，在排采直井井口内安装排水设备进行排水作业，在水平井井口安装采气设备进行采气生产。