一種複合煤成氣藏多層合採方法及結構的製作方法

2023-06-08 04:13:31

一種複合煤成氣藏多層合採方法及結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種複合煤成氣藏多層合採方法，自地面施工「二開結構」的直井或定向斜井高角度穿越煤層群，終孔深度距底部煤層距離為40-50m，二開技術套管固井，根據巖心錄井、氣測錄井、地球物理測井及取樣測試的結果選擇厚度大、含氣量及含氣飽和度高、滲透率高且具可改造性的煤層及其頂底板的砂巖含氣層進行小層射孔，根據射孔層的垂向間距進行壓裂段劃分壓裂段，再通過填砂方式自下而上進行水力壓裂，壓裂結束後探砂面並衝砂，對所有壓裂段中煤層及砂巖含氣層聯合排採，本發明採用該複合煤成氣藏多層合採方法，可顯著增大煤層氣井的日產氣量及產氣能力，提高煤層氣資源採收率，節省煤層氣開發工程資金投入，獲得更好的經濟、環境效益。
【專利說明】一種複合煤成氣藏多層合採方法及結構

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種複合煤成氣藏多層合採方法及結構，屬於建煤層開發【技術領域】。

【背景技術】
[0002]我國煤層氣資源豐富，預測埋深2000m以淺煤層氣地質資源量達36.8X 1012m3，與常規天然氣資源量相當，煤層氣規模性資源化開發能夠緩解我國常規油氣能源短缺形勢，降低煤礦瓦斯事故發生機率，減少煤礦生產中溫室氣體排放量，產生顯著的經濟、環境、安全及社會效益。
[0003]我國具煤層氣資源開發潛力的含煤盆地普遍發育煤層群，導致煤層氣資源相對分散的分布於多個煤層及層間砂巖、粉砂巖儲層中，形成複合煤成氣藏，米用單煤層射孔、壓裂方式進行煤層氣地面開發，不僅工程資金投入大，而且難以獲得較高的單井產量，氣體採收率低，煤層氣地面開發的經濟效益差，為了全面推進我國煤層氣地面開發工作，就需要解決煤層群發育區多煤層煤層氣合採、煤層氣與煤層間砂巖氣合採這兩大關鍵技術問題。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是:提供一種複合煤成氣藏多層合採方法及結構有效克服現有煤層群發育條件下煤層氣地面開發技術的不足。
[0005]本發明的技術方案
一種複合煤成氣藏多層合採方法，採用小層射孔、分段壓裂、聯合排採的系列工藝進行煤成氣地面開發；
具體步驟為:自地面施工「二開結構」的直井或定向斜井高角度穿越煤層群，終孔深度距底部煤層距離為40-50m，二開技術套管固井，根據巖心錄井、氣測錄井、地球物理測井及取樣測試的結果選擇厚度大、含氣量及含氣飽和度高、滲透率高且具可改造性的煤層及其頂底板的砂巖含氣層進行小層射孔，根據射孔層的垂向間距進行壓裂段劃分壓裂段，再通過填砂方式自下而上進行水力壓裂，壓裂結束後探砂面並衝砂，對所有壓裂段中煤層及砂巖含氣層聯合排米。
[0006]前述的複合煤成氣藏多層合採方法中，為了兼顧煤層頂底板煤成氣開發並保證單一射孔層中具規模化開發潛力的煤成氣資源量，射孔層位優選時，應避開厚煤層，防止該層大量吐煤粉而影響正常的排採工作，中厚煤層及其含氣頂底板可作為一個射孔層，2-5個薄煤層及其所夾的砂巖含氣層可作為一個備選射孔層，單一砂巖含氣層不可作為一個射孔層。
[0007]前述的複合煤成氣藏多層合採方法中，為了保證壓裂形成的主裂縫長度大於200mm，單井的壓裂段數量控制在3_8個，相鄰壓裂段間距不小於35m，單的壓裂段厚度小於16m。
[0008]前述的複合煤成氣藏多層合採方法中，為保證分段壓裂施工的順利進行並達到理想的儲層改造效果，單個壓裂段包含1-4個射孔層，單射孔層厚度為2-8m。
[0009]前述的複合煤成氣藏多層合採方法中，採用102型射孔槍、127型射孔彈60°相位螺旋射孔，孔密度為10-25彈/m。
[0010]前述的複合煤成氣藏多層合採方法中，壓裂段劃分後，採用自下而上進行水力壓裂，為保證壓裂施工安全，壓裂過程中最高壓力應低於38MPa，排量為6.0-11.0m3/min。
[0011]前述的複合煤成氣藏多層合採方法中，採用逐級加砂方式進行裂縫支撐，平均砂比為10-11%。壓裂過程中，採用投球方式封堵已形成裂縫的層位，進一步提高施工壓力，以得更好的壓裂效果；壓裂後期採用低排量、高砂比方式進行填砂，以縮短壓裂施工周期。
[0012]複合煤成氣藏多層合採排採全過程包括放溢流、排水降液面、憋壓、近井氣試採、控壓穩產、產量衰減六個階段(此六階段都為現有技術)，具體排採方案根據各開發層段儲層壓力、含氣量、含氣飽和度及等溫吸附特徵制定，並根據排採過程中水、氣產量及套壓、流壓、液柱變化調整。
[0013]一種複合煤成氣藏多層合採結構，包括直井或斜井，在直井或斜井內的中厚煤層或2-5個薄煤層處射孔形成射孔層，1-4個射孔層形成壓裂段。
[0014]前述的複合煤成氣藏多層合採結構中，所述射孔層的厚度為2-8m。
[0015]前述的複合煤成氣藏多層合採結構中，所述相鄰壓裂段間距不小於35m，單的壓裂段厚度小於16m。
[0016]由於採用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明採用該複合煤成氣藏多層合採方法，可顯著增大煤層氣井的日產氣量及產氣能力，提高煤層氣資源採收率，節省煤層氣開發工程資金投入，獲得更好的經濟、環境效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖1為複合煤成氣藏多層合採方式示意圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和貴州省六盤水礦區某煤層氣井為例對本發明作進一步的詳細描述，但不作為對本發明的任何限制。
[0019]本發明的實施例:該煤層氣井5為具「二開結構」的叢式井，近垂直穿越龍潭煤系，共鑽遇龍潭組薄至中厚煤層30餘層，叢式井一開鑽頭直徑Φ311.1mm，一開鑽深54.77m ;二開鑽頭直徑Φ215.9mm, 二開鑽深966.34m。
[0020]二開採用Φ139.7mm技術套管固井後，根據巖心錄井、氣測錄井、地球物理測井及取樣測試的成果優選了 9個射孔層，分別為:I煤及其頂底板，II煤及其頂底板，III煤及其頂底板，IV煤及其頂板，V、VI煤及所夾的砂巖含氣層，Vn煤及其頂板，VDI煤及其頂底板，IX煤及其底板，X煤及其頂板；射孔層優選後，採用102型射孔槍、127型射孔彈60°相位螺旋射孔，孔密度為16彈/m，且每個射孔層3厚度2-8m。
[0021 ] 以控制單壓裂段厚度4小於16m，相鄰壓裂段間距7不小於35m，為基本原則，根據9個射孔層的垂向間距劃分為3個壓裂段。其中:珊煤及其頂底板，IX煤及其底板，X煤及其頂板屬第三壓裂段；IV煤及其頂板，V、VI煤及所夾的砂巖含氣層，νπ煤及其頂板屬第二壓裂段；I煤及其頂底板，II煤及其頂底板，III煤及其頂底板屬第一壓裂段，其中圖中標記I和2分別代表煤層和煤層的上下砂巖含氣層，各個裂壓段的距離不小35米。
[0022]遵循第三壓裂段、第二壓裂段、第一壓裂段的順序進行水力壓裂，以低於38MPa的套管壓力進行壓裂施工，施工排量控制在6.0-11.0m3/min。採用逐級加砂方式進行裂縫支撐，平均砂比控制在10-11%。壓裂過程中，採用投球方式封堵已形成裂縫的層位；壓裂後期採用低排量、高砂比方式進行填砂。
[0023]壓裂結束後，探砂面並衝砂6至人工井底，下入油管及排採管串，地面安裝抽油機及氣水管線後進行多層合米，複合煤成氣藏多層合米方案結合各開發層段儲層壓力、含氣量、含氣飽和度及等溫吸附特徵制定，並根據實際排採過程中水、氣產量及套壓、流壓、液柱變化進行調整，排採過程包括放溢流、排水降液面、憋壓、近井氣試採、控壓穩產、產量衰減六個階段。
【權利要求】
1.一種複合煤成氣藏多層合米方法，其特徵在於:米用小層射孔、分段壓裂、聯合排米的系列工藝進行煤成氣地面開發； 具體步驟為:自地面施工直井或定向斜井高角度穿越煤層群，套管固井後優選厚度大、含氣量及含氣飽和度高、滲透率高且具可改造性的煤層及其頂底板的砂巖含氣層進行小層射孔，根據射孔層的垂向間距進行壓裂段劃分壓裂段，再通過填砂方式自下而上進行水力壓裂，壓裂結束後探砂面並衝砂，對所有壓裂段中煤層及砂巖含氣層聯合排採。
2.根據權利要求1所述的複合煤成氣藏多層合採方法，其特徵在於:射孔層位優選時，應避開厚煤層，防止該層大量吐煤粉而影響正常的排採工作，中厚煤層及其含氣頂底板可作為一個射孔層，2-5個薄煤層及其所夾的砂巖含氣層可作為一個備選射孔層，單一砂巖含氣層不可作為一個射孔層。
3.根據權利要求1所述的複合煤成氣藏多層合採方法，其特徵在於:單井的壓裂段數量控制在3-8個，相鄰壓裂段間距不小於35m，單的壓裂段厚度小於16m。
4.根據權利要求1所述的複合煤成氣藏多層合採方法，其特徵在於:單個壓裂段包含1-4個射孔層，單射孔層厚度為2-8m。
5.根據權利要求1所述的複合煤成氣藏多層合採方法，其特徵在於:採用102型射孔槍、127型射孔彈60°相位螺旋射孔，孔密度為10-25彈/m。
6.根據權利要求1所述的複合煤成氣藏多層合採方法，其特徵在於:壓裂段劃分後，採用自下而上進行水力壓裂，壓裂過程中最高壓力應不高於38MPa，排量為6.0-11.0m3/min。
7.根據權利要求1所述的複合煤成氣藏多層合採方法，其特徵在於:採用逐級加砂方式進行裂縫支撐，平均砂比為10-11%，壓裂過程中，採用投球方式封堵已形成裂縫的層位，壓裂後期採用低排量、高砂比方式進行填砂。
8.一種複合煤成氣藏多層合採結構，包括直井或斜井，其特徵在於:在直井或斜井內的中厚煤層或2-5個薄煤層處射孔形成射孔層(3)，1-4個射孔層(3)形成壓裂段(4)。
9.根據權利要求8所述的複合煤成氣藏多層合採結構，其特徵在於:所述射孔層(3)的厚度為2-8m。
10.根據權利要求8所述的複合煤成氣藏多層合採結構，其特徵在於:所述相鄰壓裂段(4)間距(7)不小於35m，單的壓裂段(4)厚度小於16m。
【文檔編號】E21B43/14GK104453803SQ201410519594
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】易同生, 金軍, 葉姜, 趙霞, 周效志, 趙凌雲, 白利娜, 羅開豔, 陳捷, 高為, 曾家瑤 申請人:貴州省煤層氣頁巖氣工程技術研究中心