CN205936571U - 一种对旧井增产改造而形成的新型煤层气井 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其包括：若干直井，各直井的直井压降区域彼此分离互不干扰，以及若干水平对接井，每个水平对接井的水平井压降区域与多个直井的直井压降区域形成交叉干扰，其中，至少一个水平对接井包括依次连接的竖直段、倾斜段和水平段，竖直段是将原有直井的套管替换为悬空水泥塞而成，倾斜段由穿透悬空水泥塞的孔眼向外延伸，水平段由倾斜段延伸至与另一直井连通。借助水平对接井将多口直井串联起来，增加井间干扰，形成整体降压，提高了区域产气量，同时，改变了煤层原始地层应力，提高了煤层的渗透率，利于煤层气的解吸、扩散和运移，为煤层内部煤层气的释放创造了良好条件，增加了煤层气的采收率。

Description

一种对旧井增产改造而形成的新型煤层气井

技术领域

本实用新型属于非常规能源勘探开发中的煤层气地面开采技术领域，尤其是涉及一种新型煤层气井，特别适用于旧井改造及高瓦斯低渗透性煤层的瓦斯地面抽排煤层气的开采。

背景技术

煤层中含有大量的瓦斯气，过去它是煤矿开采过程中巨大的安全隐患，但是，随着瓦斯气地面抽采工艺的发展，瓦斯气正在变成一种宝贵的清洁能源，越来越多的公司开始从地面开发这种资源，所以大量的从地面抽采煤层气的直井被完成。我国煤层气地面抽采技术，多数借鉴了美国、加拿大和澳大利亚等国的直井压裂开采技术，但是，由于受到我国煤层低渗透性地质条件的影响，各直井间无法建立井间干扰，而是各自独立开采，因此，大部分直井的产气量不理想。

到目前为止，中国煤层气地面抽采井数量超过14,000口，其中70％的煤层气井产气量达不到商业产气量标准(1000方/天)，大量的资金被投入后沉淀在这些井上。为了盘活这些煤层气井，我们在充分利用原有井的基础上对这些老井进行改造，使它们发挥应有的经济效益。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其可以将多口直井联系起来，增加井间干扰，形成整体降压，从而达到提高区域产气量的目的。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其包括：

若干直井，各直井的直井压降区域彼此分离互不干扰，以及若干水平对接井，每个水平对接井的水平井压降区域与多个直井的直井压降区域形成交叉干扰其中，至少一个水平对接井包括依次连接的竖直段、倾斜段和水平段，竖直段是将直井的套管替换为悬空水泥塞而成，倾斜段由穿透悬空水泥塞的孔眼向外延伸，水平段由倾斜段延伸至与另一直井连通。

通过上述结构的设置，可以将多口直井联系起来，即压降区域交叉，借此增加井间干扰，形成整体降压，从而提高区域产气量。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井的水平段沿垂直于煤层主裂缝方向延伸。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井的水平段由倾斜段延伸至与直井连通后继续延伸至穿透该直井预定长度。

较佳的，该预定长度不少于5米。

其中，该直井的套管预先开设有连通孔眼，供水平对接井的水平段连通穿透。

较佳的，水平段与直井的连通孔眼之间设置有封挡件，封挡件包括内层水泥、外层水泥和浇筑于二者之间的玻璃钢板，玻璃钢板为波浪板，其上设置有若干通孔，通孔呈由波浪状的波峰向波谷延伸的长条状。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井包括水平分支井。

其中，水平分支井延伸至直井的压降区域内。

较佳的，水平分支井沿垂直于煤层主裂缝方向延伸。

其中，水平分支井在煤层中的长度不超过800±50米。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井的水平井压降区域与直井的直井压降区域形成交叉干扰包括下列中的任一种或任几种结构：

结构一、水平对接井延伸至直井的直井压降区域内；

结构二、直井位于水平对接井的水平井压降区域内；

结构三、水平分支井延伸至直井的直井压降区域内。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井的水平段设置有玻璃钢筛管。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井的水平段设置有PE筛管。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井的竖直段和倾斜段设置有玻璃钢管。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井的竖直段和倾斜段设置有PE管。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井的倾斜段设置有套管与PE管或玻璃钢管，其中，PE管或玻璃钢管套设于套管内。

其中，水平对接井和/或直井中设置有降压设备。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，由于通过水平对接井将多口直井串联起来，增加了井间干扰，不但使新钻的水平对接井产气，也增加了周边其它直井的产气量，同时形成整体降压，从而达到了提高区域产气量的技术效果，同时，由于在水平对接井的钻进过程中对煤层原始地层应力的改变，也大大提高了煤层的渗透率，有利于煤层气的解吸、扩散和运移，为煤层内部煤层气的释放创造了良好条件，增加了煤层气的采收率，另外，水平对接井的这种设置方式，施工量少，成本较低。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中的直井与水平对接井的连接结构示意图(一)；

图2为本实用新型一个实施例中的直井与水平对接井的连接结构示意图(二)；

图3为本实用新型一个实施例的整体结构示意图。

【附图标记说明】

1、1＇、1＇＇：直井；

2：水平对接井；

20：倾斜套管；

21：竖直段；

22：倾斜段；

23：水平段；

24：PE管或玻璃钢管；

25：PE筛管或玻璃钢筛管；

3：直井压降区域；

4：水平井压降区域；

5：主裂缝方向；

6：水平分支井；

a、b：边长；

h1、h2：距离。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

参见图1，本实用新型一个实施例的煤层气井，其具有：

若干直井1、1＇、1＇＇，各直井1、1＇、1＇＇的直井压降区域3彼此分离互不干扰，以及若干水平对接井2，每个水平对接井2的水平井压降区域4与多个直井1、1＇、1＇＇的直井压降区域3形成交叉干扰，其中，至少一个水平对接井2包括依次连接的竖直段21、倾斜段22和水平段23，竖直段21是将原有直井1＇的套管替换为悬空水泥塞而成，倾斜段22由穿透悬空水泥塞的孔眼向外延伸，倾斜段22设置有倾斜套管20，水平段23由倾斜段22延伸至与直井1连通。

通过上述结构的设置，可以借助压降区域交叉将多口直井1、1＇、1＇＇串联起来，借此增加井间干扰，形成整体降压，从而提高区域产气量。

而且，由于在水平对接井2的钻进过程中对煤层原始地层应力的改变，也大大提高了煤层的渗透率，有利于煤层气的解吸、扩散和运移，为煤层内部煤层气的释放创造了良好条件，增加了煤层气的采收率。

其中，水平对接井2的水平段23沿垂直于煤层主裂缝方向5延伸。借以在保证产气量的前提下，减少施工量，提高水平对接井2的利用率。

水平对接井2的水平段23由倾斜段22延伸至与直井1连通后继续延伸至穿透直井1预定长度。其中，该预定长度不小于5米。

其中，直井1预先开设有连通孔眼，供水平对接井2的水平段23连通穿透，例如，可以利用锻铣工具将直井1的套管去掉，以便在钻进水平段23时，可以直接钻进，进而使水平段23连通穿透直井1。

其中，为了提高产气率，减少施工量，水平对接井2较佳的设置有水平分支井6(参见图2)。

其中，水平分支井6延伸至直井1、1＇、1＇＇的直井压降区域3内，使得水平对接井2可以与更多的直井压降区域3相通。水平对接井2的这种设置方式，可以提高水平对接井2的压降区域范围，减少了施工量，降低了成本。

较佳的，水平分支井6沿垂直于煤层主裂缝5的方向延伸，以便扩大水平对接井2在侧面形成的水平井压降区域4。

其中，水平分支井6在煤层中的长度不超过800±50米。

较佳的，水平对接井2沿煤层下倾的方向布置，以提高产气率。

其中，水平对接井2的水平井压降区域4与直井1、1＇、1＇＇的直井压降区域3形成交叉干扰包括下列中的任一种或任几种结构：

结构一、水平对接井2延伸至直井1、1＇、1＇＇的直井压降区域3内；

结构二、直井1、1＇、1＇＇位于水平对接井2的水平井压降区域4内；

结构三、水平分支井6延伸至直井1、1＇、1＇＇的直井压降区域3内。

本实用新型的一个较佳实施例中，水平对接井2的一端与直井1或直井1＇直接连通或两端分别与直井1、直井1＇直接连通，水平对接井2的水平分支井6延伸至直井1＇＇的直井压降区域3内。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井2的水平段23设置有玻璃钢筛管。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井2的水平段23设置有PE筛管。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井2的竖直段和倾斜段设置有PE管。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井2的竖直段和倾斜段设置有玻璃钢管。

本实用新型的一个实施例中，水平对接井的倾斜段设置有套管与PE管或玻璃钢管，其中，PE管或玻璃钢管套设于套管内。

本实用新型的一个实施例中，直井1、1＇、1＇＇中设置有降压设备。

较佳的，直井1、1＇、1＇＇包括生产直井和分支直井，水平对接井2与生产直井直接连通，分支直井与水平对接井2的水平分支井6连通或水平分支井6延伸至分支直井的压降区域内。借此，将压降设备设置于生产直井即可。

压降设备也可以设置于水平对接井2中。或者在直井1、1＇、1＇＇与水平对接井2中均设置压降设备。

其中，单个直井1、1＇、1＇＇的压降区域3可以呈椭圆形，例如单个直井1、1＇、1＇＇的压降区域3可以呈长轴沿煤层主裂缝方向5延伸的椭圆形，如图1所示的北偏东45°。

参见图3，本实用新型的一个实施例中，可以在a×b的预定区域范围内，设置有m×n口直井1、1＇、1＇＇，相邻直井1、1＇、1＇＇间设置成预定的距离h1、h2，并设置m-1或n-1口水平连接井，将各直井1、1＇、1＇＇连接。例如：图3所示的实施例中，在1000m×1000m的预定区域范围内，设置有4×4口直井1、1＇、1＇＇，相邻直井1、1＇、1＇＇间设置成300±45m的距离，并设置3口水平连接井，将各直井1、1＇、1＇＇连接。

本实用新型的煤层气井中的直井，既可以是新建直井，也可以是原有直井，也就是说，可以通过对现有直井增设水平对接井的方式进行改造，借以提高其产气量和采收率。

应用时，本实用新型的煤层气井，可以按如下方法实施(以改造已有直井为例说明)：

1、根据要建的水平井和要连通的直井的坐标及煤层深度做出钻井设计；

2、对要建水平井的原有直井1＇和要连通的直井1分别通井，检查井内是否下钻通畅；

3、要建水平井的原有直井1＇和要连通的直井1分别测声幅，要建水平井的原有直井1＇找到老井套管节箍位置，在距离节箍位置5m的地方选择锻铣点；要连通的直井1在连通点位置进行锻铣；

4、下入锻铣工具进行锻铣；

5、要建水平井的原有直井1＇锻铣成功后，拔套管，起套管；

6、水平井固井，打入悬空水泥塞，候凝48小时；

7、下钻，侧钻，开始定向造斜，到达着陆点后，起钻；

8、下入倾斜套管20，固井，候凝36小时；

9、下钻，开始煤层钻进，钻进过程中使用可降解泥浆体系，煤层段钻进预定距离与直井1连通后，继续钻进预定长度，钻进结束；

10、使用清水大排量循环洗井；

11、在竖直段21和倾斜段22下入PE管或玻璃钢管，在水平段23下入PE筛管或玻璃钢筛管；

12、完井。

借此，本实用新型的煤层气井可以充分利用原有直井，在原有直井的井场上，采用水平对接钻井的方式，在直井中间钻出相应的水平对接井，和原有的直井对接，然后，同时对水平井和直井进行排采，使水平井的压降区域串联起各单直井的压降区域，因此在各直井间建立起相应的井间干扰以达到整体降压的效果，从而大大提高整个区域的产气量。另外，除了增加了各煤层气井的井间干扰，使区域整体降压成为可能，同时，由于在水平对接井的钻进过程中对煤层原始地层应力的改变，也大大提高了煤层的渗透率，有利于煤层气的解吸、扩散和运移，为煤层内部煤层气的释放创造了良好条件，增加了煤层气的采收率。

综上所述，本实用新型的煤层气井，由于水平对接井的设计，使其可以将多口直井串联起来，增加了井间干扰，形成整体降压，从而达到了提高区域产气量的技术效果，同时，由于在水平对接井的钻进过程中对煤层原始地层应力的改变，也大大提高了煤层的渗透率，有利于煤层气的解吸、扩散和运移，为煤层内部煤层气的释放创造了良好条件，增加了煤层气的采收率。

Claims (10)

1.一种对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其包括若干直井(1、1＇、1″)，各直井(1、1＇、1″)的直井压降区域(3)彼此分离互不干扰，其特征在于，其还包括：

若干水平对接井(2)，每个水平对接井(2)的水平井压降区域(4)与多个直井(1、1＇、1″)的直井压降区域(3)形成交叉干扰，

其中，至少一个水平对接井(2)包括依次连接的竖直段(21)、倾斜段(22)和水平段(23)，竖直段(21)是将直井(1＇)的套管替换为悬空水泥塞而成，倾斜段(22)由穿透悬空水泥塞的孔眼向外延伸，水平段(23)由倾斜段(22)延伸至与直井(1)连通。

2.如权利要求1所述的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其特征在于：

水平对接井(2)的水平段(23)沿垂直于煤层主裂缝方向(5)延伸。

3.如权利要求1所述的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其特征在于：

水平段(23)由倾斜段(22)延伸至与直井(1)连通后继续延伸至穿透直井(1)预定长度，该预定长度不小于5米。

4.如权利要求3所述的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其特征在于：直井(1)的套管预先开设有连通孔眼，供水平对接井(2)的水平段连通穿透。

5.如权利要求4所述的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其特征在于：水平段(23)与直井(1)的连通孔眼之间设置有封挡件，封挡件包括内层水泥、外层水泥和浇筑于二者之间的玻璃钢板，玻璃钢板为波浪板，其上设置有若干通孔，通孔呈由波浪状的波峰向波谷延伸的长条状。

6.如权利要求1所述的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其特征在于：

水平对接井包括水平分支井(6)。

7.如权利要求6所述的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其特征在于：水平对接井(2)的水平井压降区域(4)与直井(1、1＇、1″)的直井压降区域(3)形成交叉干扰包括下列中的任一种或任几种结构：

结构一、水平对接井(2)延伸至直井(1、1＇、1″)的直井压降区域(3)内；

结构二、直井(1、1＇、1″)位于水平对接井(2)的水平井压降区域(4)内；

结构三、水平分支井(6)延伸至直井(1、1＇、1″)的直井压降区域(3)内。

8.如权利要求1所述的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其特征在于：水平对接井(2)的水平段设置有PE筛管或玻璃钢筛管。

9.如权利要求1所述的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其特征在于：

水平对接井(2)的竖直段和/或倾斜段设置有PE管或玻璃钢管，和/或水平对接井(2)的倾斜段设置有套管，

其中，当水平对接井(2)的倾斜段同时设置有套管与PE管或玻璃钢管时，PE管或玻璃钢管套设于套管内。

10.如权利要求1所述的对旧井增产改造而形成的新型煤层气井，其特征在于：水平对接井(2)和/或直井(1、1＇、1″)中设置有降压设备。