CN111894528B - 一种煤系地层多气合采及产能接替方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤系地层多气合采及产能接替方法,包括以下步骤:步骤1,选取煤系地层中煤层和致密砂岩层较发育的区块,并在该区块钻取U型井,其中,所述U型井的水平段为倾斜态,同时水平段穿过多个储层;步骤2,通过压裂将水平井段穿过的多个储层进行合采,此时高构造位的直井段采气,低构造位的直井段排水和排粉并兼顾采气;步骤3,当水平井段的产气量降低后,采用封隔器将直井段与水平段封隔,利用U型井的两个直井段对砂岩层进行采气;步骤4,当步骤3中的产气量降低后,将所有储层进行合采。本发明提出的方法,解决了煤层产水、高压和低压储层压力不匹配的问题,减少了煤层出粉的干扰,实现了煤系气开发的的产能接替。
Description
技术领域
本发明涉及煤系气开采技术领域,具体涉及一种煤系地层多气合采及产能接替方法。
背景技术
我国煤炭资源丰富,大量的煤炭资源赋存了丰富的煤系非常规天然气,煤系地层中的煤层气、致密气甚至页岩气具有广阔的开发前景。长期以来我国煤层气,致密气以及页岩气往往作为单一气藏类型进行开发,导致单井产量较低。由于煤系地层中煤层、致密砂岩层以及泥页岩交替叠置分布,同时,在大多数地层中,在煤层、致密砂岩层以及泥页岩交替叠置分布层的上方还具有相互不连通的砂岩层或煤层,若将地层中不同类型气藏进行合采,则可提高单井产量,节约钻井成本,实现煤系气大规模工业化开发。由于页岩气开发难度大,成本高,因此国内外煤系地层多气合采主要以煤层气和致密气合采为主,合采过程中兼顾页岩气的开发。
目前国内外煤系气合采主要以直井合采和水平井多段压裂合采方式为主。直井合采为井筒将垂向上叠置分布的多个储层串联起来进行合采;水平井合采方式则由压裂缝将近距离叠置的多个储层进行连通。直井技术简单,成本较低,且管柱结构调整相对方便。水平井或多分支水平井钻井难度相对较大,成本较高,但合采开发效果较好。专利CN107246254A公布了一种煤系气U型井钻进及开发方法,采用U型井的水平井段结合压裂缝对相邻煤系气进行合采。
针对目前多种合采开发方式而言,不同的合采方式未能将整个煤系地层进行有效动用或者合采开发时未考虑生产过程中的产层接替问题。直井技术简单,成本较低,且管柱结构调整相对方便,但开采效果较差,且单位面积开发区块需要更多的井数和地面井场。水平井或多分支水平井钻井难度相对较大,但合采开发效果较好,主要以水平井多段压裂方式开采为主,并未考虑产层接替问题。而非常规气藏开采时产能递减较快,因此在合采开发时应实现产层接替,延长气井使用寿命,提高整个煤系气藏的开发效率。若采用U型井对全井段进行压裂开采,产生的问题有:1、压力不匹配,导致高压层抑制低压层,对低压储层造成伤害;2、煤层气产水量较大,对其余储层影响较大,同时出粉会伤害其余地层。
发明内容
鉴于以上技术问题,本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供了一种煤系地层多气合采及产能接替方法。
本发明采用以下技术方案:
一种煤系地层多气合采及产能接替方法,包括以下步骤:
步骤1,选取煤层和致密砂岩层发育为主的区块,并在该区块钻取U型井,其中,所述U型井的水平井段为倾斜态,同时水平井段穿过多个储层;
步骤2,通过压裂将水平井段穿过的多个储层进行合采,此时高构造位的直井段采气,低构造位的直井段排水和排粉并兼顾采气;
步骤3,当水平井段的产气量降低后,采用封隔器将直井段与水平井段封隔,利用U型井的两个直井段对砂岩层进行采气;
步骤4,当步骤3中的产气量降低后,将所有储层进行合采。
本发明的一种实施方式在于,所述步骤2中,具体操作如下:对水平井段通过多段压裂的方式进行多个储层合采。
本发明的一种实施方式在于,所述步骤3中,具体操作如下:采用封隔器将直井段与水平井段封隔,对直井段的致密砂岩层进行射孔、压裂,后利用直井段进行合采。
本发明的一种实施方式在于,所述步骤4的具体操作如下:取出封隔器,对煤层气、致密砂岩层进行合采,此时和水平井段低构造位连接的直井进行排水和采气,和水平井段高构造位连接的直井进行采气。
本发明的一种实施方式在于,所述步骤4的具体操作如下:当砂岩层产气量降低或煤层的动液面高度低于上部砂岩层时,对低构造位的直井段,取出其封隔器并对采油管和井筒之间设置环空封隔,利用低构造位的直井段采气和排水,利用高构造位的直井段进行采气;当煤层动液面高度低于上部砂岩层后,取出所有封隔器,进行整体合采。
本发明的有益效果是:
(1)本发明利用U型井的水平井段和直井段都进行生产,将直井和水平井的开采方式相结合,在垂向上对整个煤系地层的开采范围更大,实现了煤系地层的立体式开发,同时节约了井场面积,降低了生产成本。
(2)本发明利用U型井的不同井身部位结合直井和水平井的开发优势开采煤系地层,使得该开发方式在煤系地层中开采相同数量的储层比单纯的直井和水平井成本低,可以节约钻井和开发成本。
(3)本发明提出的产能接替方式可以延长气井稳产时间和气井使用寿命。新的产能接替方式避免了多层合采时的层间干扰,提高了合采效率。同时解决了煤层产水、高压和低压储层压力不匹配的问题,减少了煤层出粉的干扰。
(4)本发明形成了一套开采层位由深到浅,开发方式由易到难,合采产气量由高到低的滚动开发模式。形成了以致密气和煤层气开采为主,兼顾页岩气开采,从空间和时间上实现产层接替的高效合采方法。
附图说明
图1是本发明的具体实施流程框图;
图2是实施例1的步骤2的示意图;
图3是实施例1的步骤3的示意图;
图4是实施例1的步骤4示意图;
图5是实施例1的步骤4中低构造位的直井段的结构示意图;
图6是实施例2的步骤4的示意图;
图7是实施例2的步骤4中高构造位的直井段的结构示意图;
图8是实施例2的步骤4中低构造位的直井段的结构示意图;
图中,1为致密砂岩层,2为煤层,3为泥页岩层,4为压裂裂缝,5为U型井,6为封隔器,7为采油管,8为井筒,9为抽油机,
61为环空封隔。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
在本发明中,所述的“低构造位的直井段”为与水平井段低构造位连接的直井段,所述的“高构造位的直井段”为与水平井段高构造位连接的直井段。
(一)实施例
实施例1
参照图1-5,一种煤系地层多气合采及产能接替方法,包括以下步骤:
步骤1,在该区块中,下层为煤层2、致密砂岩层1以及泥页岩层3近距离叠层分布的储层,上层分布远距离的不连通的煤层2和致密砂岩层1,在该区块钻取U型井6,其中,U型井6的水平井段为倾斜态,同时水平井段钻穿近距离叠层分布的煤层2、致密砂岩层1和泥页岩层3,U型井的两个直井段在垂直向上钻穿多个煤层2或致密砂岩层1;
步骤2,在U型井1完井后,对U型井1水平井段采用多段压裂的方式进行压裂,由于煤系地层的储层厚度较小,因此压裂裂缝4容易贯穿水平井段穿过的储层,进而对叠层分布的煤层2、致密砂岩层1以及泥页岩层3进行合采;
步骤3,当水平井段的产气量降低后,将地层上部的致密砂岩层1作为接替产层进行进一步的合采,此时采用封隔器9将直井段与水平井段封隔,对直井段上的致密砂岩层1进行射孔、压裂,从而利用U型井6的直井段对地层上部的致密砂岩层1进行采气;
步骤4,由于致密砂岩层1具有产气周期长、产气递减速度快等特点,在步骤3对致密砂岩层1进行采气后,其初始产气量较大,后迅速减少,当地层上部的致密砂岩层1产量降低后,取出封隔器9,对煤层2进行射孔、压裂,对地层上部的煤层2、致密砂岩层1以及底层下部叠层分布的煤层2、砂岩层1和泥页岩层3进行合采,此时利用低构造位的直井段进行采气、排水,高构造位的直井段进行采气。其中,低构造位的直井段利用设于采油管7内的抽油机9进行排水,利用井筒8和采油管7之间的环空进行采气。
图中,空心箭头为气体在直井段的运移方向,实心箭头为液体在直井段的运移方向,虚线箭头为气体在储层以及水平井段内的运移方向,实线箭头为液体在储层及水平井段内的运移方向。
实施例2
参照附图1-3、6-8,步骤1-3与实施例1相同,唯一的区别在于步骤4:当地层上部的煤层2位于致密砂岩层1下方时,可在煤层2和致密砂岩层1之间设置封隔器6,具体设置方式如下:高构造位的直井段设置全封隔,低构造位的直井段设置环空封隔61,此时利用低构造位的直井段进行采气、排水,高构造位的直井段进行采气,当煤层动液面高度低于上部砂岩层后,取出所有封隔器,进行整体合采。其中,低构造位的直井段利用设于采油管7内的抽油机9进行排水,利用井筒8和采油管7之间的环空进行采气。
本发明在上文已优选实施例公开,但是本领域的技术人员应理解的是,这些实施例仅用于描述本发明,而不应理解为限制本发明的范围。在不脱离本发明原理的前提下,对本发明的进一步改进也应视为在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种煤系地层多气合采及产能接替方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,选取煤系地层中煤层和致密砂岩层发育较好的区块,该区块中,下层为煤层、致密砂岩层以及泥页岩层近距离叠层分布的储层,上层分布远距离的不连通的煤层和致密砂岩层,并在该区块钻取U型井,其中,所述U型井的水平井段为倾斜态,同时水平井段穿过近距离叠层分布的煤层、致密砂岩层和泥页岩层;
步骤2,通过压裂将水平井段穿过的多个储层进行合采,此时高构造位的直井段采气,低构造位的直井段排水和排粉并兼顾采气;
步骤3,当水平井段的产气量降低后,采用封隔器将直井段与水平井段封隔,利用U型井的两个直井段对上部致密砂岩层进行采气;
步骤4,当步骤3中的产气量降低后,进行储层合采:当上部致密砂岩层产气量降低后,利用两个直井段采气和排采煤层水,对低构造位直井段,取出步骤3中的封隔器并在采油管和井筒之间设置环空封隔,利用低构造位直井段采气和排水,利用高构造位直井段进行采气;当煤层动液面高度低于上部致密砂岩层后,取出所有封隔器,进行整体合采。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2中,具体操作如下:对水平井段通过多段压裂的方式进行多个储层合采。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3中,具体操作如下:采用封隔器将直井段与水平井段封隔,对直井段的上部致密砂岩层进行射孔、压裂,后利用直井段对上部致密砂岩层进行采气。
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