[发明专利]一种直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法

说明书

一种直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法，包括：(a)沿次级向斜轴迹施工U型对接井并进行水平井段固井；(b)向斜两翼施工6～8口直井并进行套管完井；(c)U型对接井水平井段自远端开展分簇射孔、分段压裂；(d)直井与临近水平井段进行同步压裂；(e)直井、U型对接井进行排水采气；(f)当U型对接井日产气量衰减至稳定产气量的1/6，且产水量低于0.5m³/d时，自U型对接井以稳定压力连续注入液态二氧化碳；(g)直井持续排采，并长期监测气、水产量与成分。本发明立足于直井与U型对接井联合开采煤层气的条件，利用二氧化碳对甲烷的置换、驱替作用实现煤层气高效开采，可显著提高煤层气资源采收率。

技术领域

本发明涉及一种驱替煤层气的增产方法，尤其是一种适用于直井与U型对接井联合开采煤层气条件下注入液态二氧化碳置换、驱替甲烷，提高煤层气直井产气量及煤层气资源采收率的方法，属煤层气地面开采技术领域。

背景技术

我国煤层气资源丰富，预测埋深2000m以浅煤层气地质资源量达36.8×10¹²m³，与常规天然气资源量相当。煤层气规模化开发能够缓解我国常规油气能源短缺形势，降低煤矿瓦斯事故发生几率，减少煤矿生产中温室气体排放量，可产生显著的经济、环境、安全及社会效益。

以山西省沁水盆地南部为代表的我国华北石炭二叠系赋煤盆地煤层气资源丰富，资源开发潜力巨大。由于区内煤变质程度普遍较高，煤储层渗透性差，导致采用传统排水降压开采方式时储层压降漏斗扩展困难，井控范围内煤层气资源采收率低，煤层气直井、水平井的产气效果均不佳。为了全面推进我国华北地区煤层气地面开发工作，就需要解决传统的煤层气开采方式下煤中甲烷解吸难度大、渗流阻力大，及煤层气生产井高产时间短、稳产困难的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服传统排水降压开采方式下低渗透煤储层中甲烷解吸难度大、渗流阻力大，以及煤层气生产井高产时间短、稳产困难、资源采收率低等问题，提供一种直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法。

技术方案：为了实现上述目的，本发明的直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法，包括以下步骤：

(a)在目的煤层埋深600～800m处，沿区域赋煤构造次级向斜轴迹最大弯曲点的连线处施工一个U型远端对接井井组，U型远端对接井井组包括一口对接直井、一口定向水平井，对接直井与定向水平井之间水平连通段为水平井段，在水平井段下入生产套管并进行固井；

(b)在次级向斜两翼距离U型对接井水平井段的平面距离为250～300m、目的煤层(1)埋深为500～700m、地面地势平坦、交通方便的位置处施工构成煤层气直井场的多个煤层气直井，并对多个煤层气直井进行套管完井；

(c)U型远端对接井水平井段自对接直井井口向定向水平井井口方向依次开展分簇射孔、分段水力压裂施工；

(d)U型远端对接井水平井段水力压裂改造时，煤层气直井一、煤层气直井二与定向水平井最近邻的第一压裂段同时开展水力压裂施工，以达到同步压裂改造的效果；第一压裂段水力压裂施工结束后，同步开展煤层气直井三、煤层气直井四与定向水平井最近邻的第二压裂段水力压裂；依次重复同步压裂工作，直至所有煤层气直井及定向水平井最邻近压裂段均完成水力压裂施工；

(e)压裂施工完成后，自压裂后的直井、定向水平井井口缓慢放溢流，放溢流速度不高于5m³/d；放溢流后，在U型远端对接井井组、多个煤层气直井分别安装地面及井下排采装置，并开展排采作业；

(f)随着排采作业的进行，当U型远端对接井井组产气进入衰减阶段，且日产气量逐渐衰减至稳定产气量的1/6，产水量低于0.5m³/d时，拆除U型远端对接井井组中定向水平井的采气井口、对接直井地面及井下的排采装置；