CN104196453A - 煤层气开发井 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤层气开发井，所述煤层气开发井包括：一个工程井；第一定向井和第二定向井，两个定向井的延伸方向不同，每个定向井的井口与所述工程井的井口的间距为9m至12m；所述第一定向井的井口、第二定向井的井口与所述工程井的井口均位于同一井场中，所述第一定向井和第二定向井分别与所述工程井在地下连通；第一水平井，与所述第一定向井和所述工程井连通；第二水平井，与所述第二定向井和所述工程井连通。本发明减少了多层煤单独钻水平井的重复工程，节约了土地，降低了成本。

Description

煤层气开发井

技术领域

本发明涉及煤层气开采领域，具体涉及一种煤层气开发井。

背景技术

现有煤层气开发井型一般为压裂直井和水平井。压裂直井由于单井控制面积小、压裂裂缝难控制、占地多、需下钢套管、破坏煤层顶底板对煤矿影响大等缺点，逐渐被水平井所代替。

水平井一般分为“U”型水平井和“羽状”多分支水平井。“U”型水平井的排采直井和工程井距离远，水平井往煤层下倾方向打，钻完水平段后再与排采直井连通，水平段一般只有一支；“羽状”多分支水平井的排采直井和工程井距离近，水平井往煤层上倾方向打，先与排采直井连通后再钻煤层水平段，有多个水平分支。“U”型水平井对地形的要求高，在地形条件不好的区域，很难大规模采用。另外，这种水平井只有一个水平分支，单井控制面积小，对于开发一定面积的煤层气田来说，钻井较多，从而会导致整体钻井成本上升。

“羽状”多分支水平井一般由1口排采直井和1口工程井组成，两口井位于两个不同井场，井口地面距离一般200～300m。“羽状”多分支水平井由于是由位于两个不同井场的两口井组成，而且对这两个井场的距离和方位也有一定的要求，所以这种井型对地形的要求也相对较高，在地形条件不好的区域，很难大规模采用。

综上所述，现有技术中存在以下问题：难以在地形条件不好的情况下，设置多分支水平井。

发明内容

本发明提供一种煤层气开发井，以解决现有技术难以在地形条件不好的情况下，设置多分支水平井。

为此，本发明提出一种煤层气开发井，所述煤层气开发井包括：

一个工程井；

第一定向井和第二定向井，两个定向井的延伸方向不同，每个定向井的井口与所述工程井的井口的间距为9m至12m；

所述第一定向井的井口、第二定向井的井口与所述工程井的井口均位于同一井场中，所述第一定向井和第二定向井分别与所述工程井在地下连通；

第一水平井，与所述第一定向井和所述工程井连通；

第二水平井，与所述第二定向井和所述工程井连通。

进一步地，所述井场的尺寸为长度小于等于80米，宽度小于等于50米。

进一步地，每个定向井的井口与所述工程井的井口的间距为10m。

进一步地，每个定向井的水平位移为280至300米。

进一步地，所述第一水平井包括两个水平段，两个水平段分别伸入上下相邻的煤层。

进一步地，每个水平段均具有多个主支。

进一步地，所述每个水平段各设有三个主支，每个主支进尺800-1000m，中间主支上打两个分支，每个分支进尺400-500m，各分支的间距为300m。

进一步地，所述每个水平段的主支和分支下入直径50mm的连续塑料筛管。

进一步地，所述第一水平井和第二水平井的泄压面积不重叠。

进一步地，所述相邻的煤层的距离为3至5米，所述两个水平段都钻成后，才开始对任一个水平段排采降压。

本发明采用将两个定向井和一个工程井的井口均设置在同一井场中，从一个工程井的井口在地下连通两个定向井，并且通过该工程井钻两个不同方向的水平井，并能够通过两个定向井得以开采两个水平井的煤层气。由于上述两个定向井和一个工程井的井口均设置在同一井场中，所以，克服了现有技术难以在地形条件不好的情况下，设置多分支水平井的困难。本发明减少了多层煤单独钻水平井的重复工程，节约了土地，降低了成本。

进而，本发明的第一水平井和第二水平井联通定向井后，每个水平井都能同时钻穿相邻的多层煤(例如为两层煤)，可以同时开发相邻多层煤的资源，大大提高了单井井下资源的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例的煤层气开发井的主视方向的结构示意图；

图2为本发明的实施例的第一水平井的第一水平段的俯视方向的结构示意图；

图3为本发明的实施例的第一水平井和第二水平井的俯视方向的结构示意图。

附图标号说明：

1第一定向井 2第二定向井 3工程井 4第一水平井 5第二水平井 9地面 10第一定向井的井口 20第二定向井的井口 30工程井的井口 31工程井的主支 32工程井的主支 41水平段 42水平段 51水平段 52水平段 411水平段的主支 412水平段的主支 413水平段的主支

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。

如图1所示，本发明在同一个井场中，设置一个工程井的井口30和两个定向井的井口，分别为第一定向井的井口10和第二定向井的井口20，每个定向井的井口与所述工程井的井口的间距为9m至12m，例如为10m，定向井为生产井，用于开采煤层气。

相对于工程井，定向井和直井都是当做排采井来使用的，在口径和下套管上也相同，区别是在井身轨迹和与工程井的距离上，定向井是斜的，直井是直的，在地面9上，定向井与工程井的井口距离约10m，直井与工程井距离200～300m，工程井钻井井场面积一般为50×80m，排采直井井场面积一般为30×30m，由于工程井和排采直井距离200～300m，所以通常放在两个单独的井场，放在一个井场的话，或者征地面积过大，费用过高，或者地面条件就不允许，或者无法征这么大面积的地。本发明采用定向井与工程井的配套设置，可以使得定向井与工程井在同一个井场中，节约了土地，降低了成本。

本发明在一个井场向不同方向钻2口定向井，每个定向井的水平位移为280至300米，为工程井与定向井的连通流出了充足的空间，例如，定向井的水平位移约为290m，工程井在煤层顶板着陆后，距煤层连通点约100m，工程井三开后与第一定向井进行连通，连通成功后开始钻第一水平井4。具体过程为：在一层煤钻第一水平段41，钻完一层煤后退回到连通点前，在另一层煤尝试进行2次连通，连通成功后再钻这一层煤的水平段，即第二水平段42。每个水平段均具有多个主支，以实现较大的控制面积。采用本发明，第一水平段和第二水平段的距离可以近达3至5米，或者为1至2米，也可以为8米、10米或10米以上。开采两个间距为3至5米的相邻煤层，可以实现相邻的两个较近煤层的开采，不受相邻煤层的压力干扰，另外也提高了开采效率以及资源利用率。

例如，如图2所示，每层煤的水平段有三主支，例如，第一水平段41具有水平段的主支411、水平段的主支412和水平段的主支413，每个主支进尺800-1000m，中间主支上打两个小分支，分支进尺400-500m，各分支的间距为300m，每个水平段使得每层煤的控制面积约为0.9平方公里，两个水平段的控制总面积约为1.8平方公里。为了防止水平井眼煤层垮塌后堵塞渗流通道，在水平段下入直径50mm的连续塑料筛管。

钻完第一水平井4后，在工程井造斜段打水泥塞，在分级箍处割断、拔出套管，然后侧钻第二水平井5的工程井造斜段，着陆、下套管、三开、与第二定向井进行连通、并按照第一水平井钻两个水平段的过程，钻第二水平井5的两层煤的水平段51和水平段52，最后下入筛管、完井。为了简单体现煤层气开发井的整体结构的关系，图1中只示意出了工程井与定向井的关系，没有示出工程井与两个水平井的连通过程。

这样在一个井场上只有三个井口，分别为两个定向井的井口与一个工程井的井口。工程井通过两个不同的工程井的主支连接两个定向井，每个定向井连接一个水平井，这样每个井场就有2个水平井。每个水平井有两个水平段，两个水平段形成上下布置。这样，一个井场中，两个水平井总共进尺16000m，两个水平井控制面积2×1.8＝3.6平方公里。所以，采用本发明的煤层气开发井，一是可以同时开发相邻多层煤的资源，大大提高了单井井下资源的利用率；二是减少了多层煤单独钻水平井的重复工程，节约了土地，降低了成本；三是多层煤同时开发，避免了单独开采一层造成的压力降对相邻煤层开发的干扰。

进一步地，所述井场的尺寸为长度小于等于80米，宽度小于等于50米。即本发明采用一个工程井钻井井场，可以控制上述面积的多个煤层，大大提高了单井井下资源的利用率。

进一步地，图3为本发明的实施例的第一水平井和第二水平井的俯视方向投影结构示意图，如图3，所述第一水平井4和第二水平井5的泄压面积不重叠，或者说，第一水平井和第二水平井的水平投影不重叠，以保证第一水平井和第二水平井之间不互相影响。

采用本发明，第一水平段和第二水平段的距离可以近达3至5米，所述两个水平段都钻成后，才开始对任一个水平段排采降压。或者说，可以开采两个间距为3至5米的相邻煤层，可以充分实现相邻的两个较近煤层的开采，提高了开采效率。

而现有技术开采两个煤层是先建一个水平井进行开采，开采完该煤层后，开采另外一层煤就需再钻一口水平井(段)，然后再进行开采。钻井时，煤层的压力为地层的原始压力，煤层气的开采需要对煤层进行排水降压，这样吸附在煤层里的甲烷才会解吸释放出来，排采一段时间后，煤层的压力就会比原始地层压力低很多，并且也会对排采煤层附近的地层产生压降影响，如果这时要在排采煤层附近的煤层钻水平井的话，所钻煤层的压力就会比较低，就会加重钻井过程中的泥浆漏失，导致复杂事故的发生。所以，现有技术开采两个相邻煤层存在压降问题，导致距离较近的第二层煤不能开采。

本发明对于相邻煤层的开采，在排采降压前就把两层煤的水平井(段)都钻了，形成两个水平段以后再进行开采，不会产生先前的排采影响在后的水平段钻进的现象，所以就不会产生上述问题了。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种煤层气开发井，其特征在于，所述煤层气开发井包括：

一个工程井；

第一定向井和第二定向井，两个定向井的延伸方向不同，每个定向井的井口与所述工程井的井口的间距为9m至12m；

所述第一定向井的井口、第二定向井的井口与所述工程井的井口均位于同一井场中，所述第一定向井和第二定向井分别与所述工程井在地下连通；

第一水平井，与所述第一定向井和所述工程井连通；

第二水平井，与所述第二定向井和所述工程井连通。

2.如权利要求1所述的煤层气开发井，其特征在于，所述井场的尺寸为长度小于等于80米，宽度小于等于50米。

3.如权利要求1所述的煤层气开发井，其特征在于，每个定向井的井口与所述工程井的井口的间距为10m。

4.如权利要求1所述的煤层气开发井，其特征在于，每个定向井的水平位移为280至300米。

5.如权利要求1所述的煤层气开发井，其特征在于，所述第一水平井包括两个水平段，两个水平段分别伸入上下相邻的煤层。

6.如权利要求5所述的煤层气开发井，其特征在于，每个水平段均具有多个主支。

7.如权利要求6所述的煤层气开发井，其特征在于，每个水平段各设有三个主支，每个主支进尺800-1000m，中间主支上打两个分支，每个分支进尺400-500m，各分支的间距为300m。

8.如权利要求7所述的煤层气开发井，其特征在于，每个水平段的主支和分支下入直径50mm的连续塑料筛管。

9.如权利要求1所述的煤层气开发井，其特征在于，所述第一水平井和第二水平井的泄压面积不重叠。

10.如权利要求5所述的煤层气开发井，其特征在于，所述相邻的煤层的距离为3至5米，所述两个水平段都钻成后，才开始对任一个水平段排采降压。