大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111520119A(43)申请公布日2020.08.11(21)申请号202010347964.9(22)申请日2020.04.28(71)申请人中煤科工集团西安研究院有限公司地址710077陕西省西安市高新区锦业一路82号(72)发明人张群范耀姜在炳茹婷舒建生(74)专利代理机构北京天奇智新知识产权代理有限公司11340代理人李振文(51)Int.Cl.E21B43/26(2006.01)E21B43/267(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法(57)摘要一种大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，包括结合煤矿开采规划及煤层气资源等因素，在富集煤层的层段组成2-3个目标产层组、根据目标产层组设置多底水平井各个分支井筒布置的层位、确定U型或L型多底水平井井身结构，进行钻井、下套管固井施工、分别对多底套管水平井各个分支的井筒进行射孔、分段穿多层压裂、进行压裂后压降、放喷、冲砂、洗井的施工以满足排采设备下入需求、安装排采设备，进行精细排采、施工丛式U型或L型多底套管水平井井组；本发明其能克服目前目标产层厚度不足、水力压裂改造影响范围小和增产效果不好等问题，实现大间距薄煤层群的煤层气快速高效抽采，显著提高单井煤层气产量和采收率，满足矿井瓦斯治理达标要求，解决抽掘采失调的问题。CN111520119ACN111520119A权利要求书1/2页1.一种大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：结合煤矿开采规划及煤层气资源等因素，在富集煤层的层段组成2-3个目标产层组；步骤二：根据目标产层组设置多底水平井各个分支井筒布置的层位；步骤三：确定U型或L型多底水平井井身结构，进行钻井、下套管固井施工；步骤四：分别对多底套管水平井各个分支的井筒进行射孔、分段穿多层压裂，形成压裂缝，使得多底水平井各个分支井筒与目标产层组内多个目标煤层的沟通；步骤五：进行压裂后压降、放喷、冲砂、洗井的施工，满足排采设备下入需求；步骤六：安装排采设备，进行精细排采，对于U型多底套管水平井在直井中采用分层控压合层排采，对于L型多底套管水平井采用合层排采；步骤七：施工丛式U型或L型多底套管水平井井组。2.如权利要求1所述的大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于：步骤二中多底水平井各个分支井筒的布置层位对于碎软煤层应选煤层之间的岩层隔层，对于煤体结构很好的硬煤层可选择煤层之间的岩层隔层或煤层本身，以确保压裂裂缝能够压穿沟通目标煤层。3.如权利要求1所述的大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于：步骤三中：施工U型多底套管水平井，先施工一口垂直井，钻至最下部目标煤层以下60米完钻，下套管固井，然后在水平井筒目标层位造洞穴，便于与水平井的顺利对接，用自下而上的顺序依次在目标层位施工水平井筒，与排采的垂直井在造洞穴的位置实现连通，并下套管固井完井。4.如权利要求1所述的大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于：步骤三中：施工L型多底套管水平井，用自下而上的顺序依次在目标层位施工水平井筒，并下套管固井完井。5.如权利要求1所述的大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于：步骤四中进行分簇射孔，射孔采用圆周式布孔的方式，并结合水平井布井层位，根据对裂缝向上或向下具体延伸距离的要求情况采用水平井筒上半或下半位置非均匀布孔方式，以利于水平井压裂裂缝穿越多层。6.如权利要求5所述的大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于：水平井分段压裂方式采用泵送桥塞分段压裂或连续油管水力喷砂射孔环空压裂。7.如权利要求1所述的大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于：采用密度1.052-1.26g/cm2的超低密度支撑剂，实现裂缝向上延伸和支撑。8.如权利要求1所述的大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于：步骤五中水平井分段压裂采用泵送桥塞分段压裂方式，进行压裂后压降、放喷、水平井钻塞、直井冲砂、洗井。9.如权利要求1所述的大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于：步骤五中水平井分段压裂采用油管拖动分段喷砂压裂方式，进行压裂后压降、放喷、直井冲砂、洗井。2CN111520119A权利要求书2/2页10.如权利要求1所述的大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，其特征在于：步骤六中：采用分层控压合层方式时，对于多煤层组、产水量大的情况选择双套管多层分层控压排采装备，对于双煤层组、产水量小的情况选择双套管多层分