[发明专利]厚煤层顶底部联动水平井分段造缝洗煤消突方法有效

专利信息
申请号: 202011077519.1 申请日: 2020-10-10
公开(公告)号: CN112253070B 公开(公告)日: 2023-08-15
发明(设计)人: 许耀波;王正喜;杜志强 申请(专利权)人: 中煤科工集团西安研究院有限公司
主分类号: E21B43/26 分类号: E21B43/26;E21B43/30;E21F7/00
代理公司: 北京天奇智新知识产权代理有限公司 11340 代理人: 李振文
地址: 710077 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 煤层 底部 联动 水平 分段 洗煤 方法
【权利要求书】:

1.一种厚煤层顶底部联动水平井分段造缝洗煤消突方法,其特征在于包括如下步骤:

步骤1:在煤层的顶部钻一口L型顶部水平井,所述顶部水平井三开并下入套管,进行全井段固井完井,其中L型顶部水平井的水平段位于煤层顶板的岩层以下0-0.5m范围内的煤层顶部,所述顶部水平井采用三开井身结构,所述顶部水平井三开下入ψ139.7mm的套管进行全井段固井;

步骤2:在煤层的底部钻一口L型的底部水平井,所述底部水平井三开采用筛管完井,所述筛管悬挂于二开技术套管的末端,其中所述底部水平井和顶部水平井的井口位置位于同一井场内,两口水平井的延伸方向一致,有利于造缝连通,所述L型的底部水平井的水平段位于煤层底板的岩层以上0-0.5m范围内的煤层底部,底部水平井采用三开井身结构,底部水平井一开、二开下套管进行水泥固井,底部水平井三开下入ψ139.7mm壁厚6.2mm的筛管,筛管悬挂于技术套管上、不固井,所述的筛管上布置大直径、高密度的孔眼,孔眼的直径20mm,孔眼的密度为60孔/m,孔眼采用螺旋布置、相位角为60°;

步骤3:在煤层的顶部水平井下入带底封的油管拖动的定向水力射孔工具至第1段位置,进行锚定固定;

步骤4:采用向下定向水力喷射方式进行射孔;

步骤5:采用油管喷射诱导环空水流的方法进行水力造缝,实现煤层顶部水平井和底部水平井连通;

步骤6:对沟通的裂缝进行循环脉动洗井掏煤,增加裂缝的宽度和空间;

步骤7:第1段造缝洗煤结束后,采用后退的方式拖动定向射孔工具至下一段位置进行锚定坐封,对已造缝洗煤段进行封隔;

步骤8:重复步骤4、步骤5、步骤6、步骤7以逐段完成全井段的造缝洗煤工作;

步骤9:造缝洗煤结束后,分井进行排水降压采气。

2.如权利要求1所述的厚煤层顶底部联动水平井分段造缝洗煤消突方法,其特征在于:所述定向水力射孔工具的管柱结构为封隔器+水力锚+定向喷射工具+油管;定向水力射孔工具采用液压自定向方法、采用垂直向下和与垂直向下成30°的方位进行定向射孔,封隔器最大封隔压差为70MPa,水力锚的锚定压差为3MPa。

3.如权利要求1所述的厚煤层顶底部联动水平井分段造缝洗煤消突方法,其特征在于:步骤5中水力造缝的工艺中油管内采用高速射流排量>2.0m3/min、油套环空水流排量>3.0m3/min、射流诱导水流造缝总排量5-6m3/min,控制裂缝高度,保障裂缝充分在煤层中向下扩展延伸,实现与底部水平井的连通。

4.如权利要求1所述的厚煤层顶底部联动水平井分段造缝洗煤消突方法,其特征在于:步骤6中,当底部水平井井口压力快速上升后,打开底部水平井井口,通过顶部水平井注入洗井液,控制排量,进行0-2m3/min-4m3/min-2m3/min-0的脉动循环洗井掏煤,造成裂缝内压力激励作用,使得裂缝壁面上的煤层在水流的冲刷作用下脱落形成大量煤屑,煤屑通过底部水平井携带返出地面,增加裂缝的宽度和空间,从而增加煤层泄压空间、提高消突效果。

5.如权利要求1所述的厚煤层顶底部联动水平井分段造缝洗煤消突方法,其特征在于:步骤9中采用油水重力分异原理,水往底部水平井流动、瓦斯气往顶部水平井扩散,即在底部水平井进行排水,在顶部水平井进行采气生产,从而有效降低气-水流动干扰、提高排水降压采气效果。

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