[发明专利]非固井套管完井煤层气水平井抽采方法

说明书

一种非固井套管完井煤层气水平井抽采方法，采用U型对接井，水平井水平段沿煤层下倾方向和平行于煤层最小主应力方向进行部署，采用下套管、管外自膨胀封隔器、不固井的方式进行完井；对水平井管外封隔器坐封段和射孔、压裂段进行优化；采用大排量、定方位水力喷砂射孔方式进行射孔施工，采用大排量、大规模、高前置液比、中砂比对水平井逐段进行段塞式携砂压裂施工；最后在排采直井井口进行排水作业，在水平井井口进行采气生产；本发明降低对煤储层的污染和生产运行成本，提高非固井套管完井水平井的压裂改造效果和排水采气效果，提高水平井的抽采效率与抽采效果，实现大范围、快速降低碎软低渗煤层的煤层气含量，达到对煤层气强化抽采的目的。

技术领域

本发明涉及地面煤层气开发的技术领域，尤其涉及一种非固井套管完井煤层气水平井抽采方法。

背景技术

随着水平井开发工艺技术的不断发展，煤层气水平井开发效果不断取得突破，表明水平井是实现煤层气快速、高效抽采的一种有效方法。目前，95％以上的水平井是采用裸眼、不压裂的方式进行完井，且水平段在煤层中钻进，存在井壁垮塌、钻井液污染、堵塞地层等问题，也暴露出产气量不稳定，产量低、衰减快等特征。为了提高水平井的开发效果，开始探索下套管完井，然后再对水平井进行分段压裂改造，实现对煤层气水平井强化抽采的目的。

鉴于煤层气井固井时水泥环与煤层的胶结强度差，致使固井质量不合格，而且还存在水泥浆污染煤层等问题，目前水平井都采用下套管不固井的完井方式。非固井条件下的煤层气水平井开发时，基本依据水平井的压裂段数采用均匀分段方法，压裂分段选段缺乏针对性；无固井水平井的压裂工艺技术仍不完善，无法解决压裂管外窜流问题，清水携砂压裂规模和加砂强度都非常小，煤层压裂改造效果差；同时后期排采过程中采用气、水同井产出，气、水干扰影响严重，而且无固井条件下煤层吐砂、吐粉严重，致使排采设备卡泵和气锁现象时有发生，限制了煤层气水平井排水采气的顺利进行，严重影响了煤层气水平井的开发效果。

综上所述，目前非固井套管完井煤层气水平井开发技术抽采效果差、抽采效率低，难以实现大范围、快速降低碎软低渗煤层的煤层气含量、难以达到强化抽采煤层气效果的目的。

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，研究设计出一种非固井套管完井煤层气水平井抽采方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非固井套管完井煤层气水平井抽采方法，提高碎软低渗煤层，实现快速降低煤层气含量，达到强化抽采煤层气效果的地面煤层气水平井抽采新技术。

为解决上述问题，本发明公开了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，设计水平井位置部署在构造高部位，排采直井位置部署在构造低部位；

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直井对接点；

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；