本發(fā)明涉及煤層氣開采領(lǐng)域，特別涉及一種煤系氣u型井鉆進(jìn)及開發(fā)方法。

背景技術(shù)：

由于鉆井、壓裂等工程技術(shù)的進(jìn)步，煤系氣作為非常規(guī)天然氣已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的開發(fā)價(jià)值與潛力。但是煤系氣中煤層厚度變化大、層數(shù)多，層間發(fā)育的頁巖氣、致密氣與煤層氣具有連續(xù)成藏、區(qū)內(nèi)共存的特點(diǎn)，達(dá)不到機(jī)械分層壓裂條件，難以單獨(dú)開采，而且煤系氣單獨(dú)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益并不明顯?！笆濉碧岢鰧⒚簩託馀c頁巖氣、致密砂巖氣組合開采。煤系氣的開發(fā)有利于加強(qiáng)國家能源安全保障、優(yōu)化國家能源結(jié)構(gòu)，有助于減少煤礦瓦斯安全事故、降低溫室氣體的排放量，有益于經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

目前國內(nèi)外煤系氣共采的相關(guān)研究和現(xiàn)場試驗(yàn)很少，一般單獨(dú)針對煤系氣中的某種非常規(guī)氣進(jìn)行鉆探開發(fā)，或者針對煤系氣中的煤層氣、頁巖氣、致密氣進(jìn)行直井分層壓裂、分隔合采，不適合煤系氣多層組合開發(fā)，局限性比較大。以往的技術(shù)方案往往針對煤系氣目標(biāo)層進(jìn)行分層鉆進(jìn)，鉆探難度大、投資大，存在開發(fā)儲(chǔ)層單一、單井開發(fā)的儲(chǔ)層較少或者單井合采難度大的問題，生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益不高，在煤系氣綜合開發(fā)方法上還存在很大空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種煤系氣u型井鉆進(jìn)及開發(fā)方法，該煤系氣u型井鉆進(jìn)及開發(fā)方法采用非目標(biāo)儲(chǔ)存層水平井鉆井，避免了煤系氣層鉆進(jìn)的井道坍塌、污染問題，然后通過壓裂大范圍溝通煤系氣中多層煤層氣、致密砂巖氣和頁巖氣，并配合直井進(jìn)行排水采氣，解決了煤系氣鉆探施工難度大、目標(biāo)層位單一，以及煤系氣多層合采問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供的一種煤系氣u型井鉆進(jìn)及開發(fā)方法，包括以下步驟：

①鉆u型井中的直井并完成洞穴：穿過目標(biāo)儲(chǔ)層，鉆進(jìn)u型井中的直井，在直井的井筒底部進(jìn)行洞穴完井，洞穴位于非目標(biāo)儲(chǔ)層；

②鉆水平井直井段：穿過目標(biāo)儲(chǔ)層，鉆進(jìn)水平井直井段；

③鉆水平井水平段：在選定的非目標(biāo)儲(chǔ)層進(jìn)行造斜并鉆進(jìn)水平井水平段，鉆進(jìn)時(shí)使水平井水平段傾斜，水平井水平段的一端與低處洞穴連通，另一端與水平井直井段連通，形成u型井；

④水平井射孔壓裂溝通煤系氣多層目標(biāo)層：對水平井水平段的設(shè)定部位進(jìn)行橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂，形成壓裂裂縫，溝通目標(biāo)儲(chǔ)層。

所述水平井水平段進(jìn)行套管完井。

所述水平井水平段進(jìn)行分段壓裂。

所述水平井水平段的跟端高于趾端。

所述目標(biāo)儲(chǔ)層為致密砂巖氣層、頁巖氣層、煤層氣層二號和煤層氣層一號。

所述水平井水平段的跟端連接水平井直井段，水平井水平段的趾端連接洞穴。

所述橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂對井筒橋塞封隔后，進(jìn)行逐段射孔、逐段壓裂。

所述橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂在壓后，用連續(xù)油管帶磨鞋一次性鉆除橋塞，并進(jìn)行壓裂液返排。

所述水平井水平段位于非目標(biāo)層，位置為如下幾種情況中的一種：

水平井水平段位于頁巖氣層下，煤層氣層一號上；

水平井水平段位于致密砂巖氣層下，煤層氣層一號上；

水平井水平段位于煤層氣層一號下，煤層氣層二號上。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)由于在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的非目標(biāo)儲(chǔ)層進(jìn)行造斜以及水平段的鉆進(jìn)，如砂巖、灰?guī)r等，避免了煤系氣目標(biāo)儲(chǔ)層鉆進(jìn)時(shí)井眼垮塌、掉塊和井漏等風(fēng)險(xiǎn)，提高了鉆井效率。

(2)避免了鉆井液長時(shí)間浸泡煤系氣層，尤其是煤層氣層和頁巖氣層，有效降低了鉆井液中的固相顆粒和鉆屑對煤系氣儲(chǔ)層的傷害。

(3)該u型井眼結(jié)構(gòu)中，水平段跟端高于趾端，在低處與直井洞穴連通，便于煤系產(chǎn)出水在重力的作用下流到直井井底，實(shí)現(xiàn)排水采氣同時(shí)進(jìn)行，極大地提高排水效率，避免了水平井水平段積液造成的產(chǎn)能下降。

(4)該方案通過u型井水平段壓裂溝通大范圍的煤系氣儲(chǔ)層，增加了開采波及面積和泄氣面積，實(shí)現(xiàn)了煤系氣多層合采，提高了煤系氣的利用率，減少了區(qū)域鉆井?dāng)?shù)量和鉆井總成本，大幅增加了單井產(chǎn)量、采出程度和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的施工流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，一種煤系氣u型井鉆進(jìn)及開發(fā)方法，包括以下步驟：

①鉆u型井中的直井4并完成洞穴9：穿過目標(biāo)儲(chǔ)層，鉆進(jìn)u型井中的直井4，在直井4的井筒底部進(jìn)行洞穴9完井，洞穴9位于非目標(biāo)儲(chǔ)層；所述目標(biāo)儲(chǔ)層為致密砂巖氣層5、頁巖氣層6、煤層氣層二號7和煤層氣層一號8；

②鉆水平井直井段1：穿過目標(biāo)儲(chǔ)層，鉆進(jìn)水平井直井段1；

③鉆水平井水平段2：在選定的非目標(biāo)儲(chǔ)層進(jìn)行造斜并鉆進(jìn)水平井水平段2，鉆進(jìn)時(shí)使水平井水平段2傾斜，讓跟端高于趾端，跟端連接水平井直井段1，趾端連接洞穴9，形成u型井；所述水平井水平段2位于非目標(biāo)層，置于頁巖氣層6下，煤層氣層一號8上，如圖2所示，并對水平井水平段2進(jìn)行套管完井，然后進(jìn)行分段壓裂；

④水平井射孔壓裂溝通煤系氣多層目標(biāo)層：對水平井水平段2的設(shè)定部位進(jìn)行橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂，形成壓裂裂縫3，溝通目標(biāo)儲(chǔ)層；所述橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂對井筒橋塞封隔后，用連續(xù)油管帶磨鞋一次性鉆除橋塞，并進(jìn)行壓裂液返排，進(jìn)行逐段射孔、逐段壓裂。

實(shí)施例2

如圖1和圖3所示，一種煤系氣u型井鉆進(jìn)及開發(fā)方法，包括以下步驟：

①鉆u型井中的直井4并完成洞穴9：穿過目標(biāo)儲(chǔ)層，鉆進(jìn)u型井中的直井4，在直井4的井筒底部進(jìn)行洞穴9完井，洞穴9位于非目標(biāo)儲(chǔ)層；所述目標(biāo)儲(chǔ)層為致密砂巖氣層5、頁巖氣層6、煤層氣層二號7和煤層氣層一號8；

②鉆水平井直井段1：穿過目標(biāo)儲(chǔ)層，鉆進(jìn)水平井直井段1；

③鉆水平井水平段2：在選定的非目標(biāo)儲(chǔ)層進(jìn)行造斜并鉆進(jìn)水平井水平段2，鉆進(jìn)時(shí)使水平井水平段2傾斜，讓跟端高于趾端，跟端連接水平井直井段1，趾端連接洞穴9，形成u型井；所述水平井水平段2位于非目標(biāo)層，置于致密砂巖氣層5下，煤層氣層一號8上，如圖3所示，并對水平井水平段2進(jìn)行套管完井，然后進(jìn)行分段壓裂；

④水平井射孔壓裂溝通煤系氣多層目標(biāo)層：對水平井水平段2的設(shè)定部位進(jìn)行橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂，形成壓裂裂縫3，溝通目標(biāo)儲(chǔ)層；所述橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂對井筒橋塞封隔后，用連續(xù)油管帶磨鞋一次性鉆除橋塞，并進(jìn)行壓裂液返排，進(jìn)行逐段射孔、逐段壓裂。

實(shí)施例3

如圖1和圖4所示，一種煤系氣u型井鉆進(jìn)及開發(fā)方法，包括以下步驟：

①鉆u型井中的直井4并完成洞穴9：穿過目標(biāo)儲(chǔ)層，鉆進(jìn)u型井中的直井4，在直井4的井筒底部進(jìn)行洞穴9完井，洞穴9位于非目標(biāo)儲(chǔ)層；所述目標(biāo)儲(chǔ)層為致密砂巖氣層5、頁巖氣層6、煤層氣層二號7和煤層氣層一號8；

②鉆水平井直井段1：穿過目標(biāo)儲(chǔ)層，鉆進(jìn)水平井直井段1；

③鉆水平井水平段2：在選定的非目標(biāo)儲(chǔ)層進(jìn)行造斜并鉆進(jìn)水平井水平段2，鉆進(jìn)時(shí)使水平井水平段2傾斜，讓跟端高于趾端，跟端連接水平井直井段1，趾端連接洞穴9，形成u型井；所述水平井水平段2位于非目標(biāo)層，置于煤層氣層一號8下，煤層氣層二號7上，如圖4所示，并對水平井水平段2進(jìn)行套管完井，然后進(jìn)行分段壓裂；

④水平井射孔壓裂溝通煤系氣多層目標(biāo)層：對水平井水平段2的設(shè)定部位進(jìn)行橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂，形成壓裂裂縫3，溝通目標(biāo)儲(chǔ)層；所述橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂對井筒橋塞封隔后，用連續(xù)油管帶磨鞋一次性鉆除橋塞，并進(jìn)行壓裂液返排，進(jìn)行逐段射孔、逐段壓裂。

綜上所述，本發(fā)明針對包含多層含氣層的煤系氣層，采用u型井水平段非目標(biāo)儲(chǔ)層鉆進(jìn)，且水平段的跟端高于趾端，然后利用水平井多級壓裂溝通煤系氣多層含氣儲(chǔ)層，形成一種新型復(fù)合式煤系氣開發(fā)方法，該方法將水平井的水平段布置在砂巖、灰?guī)r等穩(wěn)定的非目標(biāo)儲(chǔ)層內(nèi)，避免了煤系地層中因目標(biāo)層構(gòu)造不穩(wěn)而產(chǎn)生井眼垮塌、掉塊和井漏，同時(shí)通過壓裂溝通了大范圍的煤系儲(chǔ)層，井眼結(jié)構(gòu)便于煤系產(chǎn)出水在重力的作用下流到直井井底，實(shí)現(xiàn)直井排水，水平井采氣，排水采氣同時(shí)進(jìn)行，極大地提高排水效率，避免水平井井底積液造成的產(chǎn)能下降。