一种煤层气增产方法与流程

1.本发明属于煤层气增产技术领域，具体是一种煤层气增产方法。


背景技术：

2.水力压裂是煤层气增产的首选方法、也是主要措施，美国90％以上的煤层气井是经过水力压裂改造的，我国产气量在1000m3/d以上的煤层气井几乎都是通过水力压裂改造而获得的。水力压裂主要是利用液体的传压作用，经地面设备将压裂液在大排量条件下注入井内，压开煤层裂缝，加入支撑剂，形成多条具有高导流能力的渗流带，沟通煤层裂隙。最后通过煤层排水—降压—解吸的过程，达到正常排气的目的。目前，国内外煤层气井的压裂方法有凝胶压裂、加砂水压裂、不加砂水压裂、泡沫压裂等。
3.然而，水力压裂法存在以下问题：
4.1、含煤地层经历了强烈构造运动的改造，煤岩结构遭到破坏，塑性大大增强，导致水力压裂时，往往既不能进一步扩展原有的裂隙和割理，也不能产生新的较长的水力裂缝，造成压裂效果不理想。
5.2、压裂液对煤层气储层的伤害明显，压裂液会引起煤岩基质的膨胀及堵塞割理，从而降低割理孔隙度和渗透率及限制煤层气的解吸，极大的影响了煤层气的产出。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种煤层气增产方法。
7.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一种煤层气增产方法，包括以下步骤：
9.s1针对废弃煤层气井原有开发层段，用水力式外割刀切割开套管和固井水泥；
10.s2对切割开的煤层进行水力喷射改造；
11.s3将双壁钻具下至井底，循环消除井底沉渣；
12.s4通过井口注入空气进行憋压，然后迅速卸压，持续此过程，直至洞穴稳定；
13.s5使用空气和泡沫完井液，以大排量循环方式将井筒内的煤屑、水清除出井筒；
14.s6试井检查，检查煤层渗透率、含气量等变化情况；
15.s7进行煤层气抽采。
16.优选的，步骤s1中，所述废弃煤层气井原有开发层段，包括：经过水力压裂增产技术改造并进行煤层气抽采生产的层段。
17.优选的，步骤s2中，所述对切割开的煤层进行水力喷射改造，包括：
18.以高速有水流对煤层进行冲刷，在煤层内形成物理洞穴。
19.优选的，步骤s1中，所述水力式外割刀采用swd119水力式外割刀,其技术参数为：内径98mm，外径119mm，切割外径48.3～73mm，68～173kpa，工作流量7.89～8.08l/min。
20.优选的，步骤s2中，所述对切割开的煤层进行水力喷射改造，改造范围为1～3m，影响范围25m，喷嘴直径0.1～0.6mm，工作压力10-20mpa，喷射速度80～120m/s,排液量5～8l/
s。
21.优选的，步骤s4中，注入空气时间为1～6h,压力达到10mpa时，进行泄压，2h后重复此操作，重复3-5次，总时长大于24h。
22.优选的，步骤s5中，所述大排量循环方式排液速率为40～50m3/min。
23.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
24.本发明中，通过对废弃煤层气井原开发层段的洞穴完井改造，在井中利用高速的喷射水流，冲刷煤层，在井底形成物理洞穴；经过多次快速憋压—缷压的压力“激动”法改造，使煤层产生垮塌，形成稳定的洞穴；在洞穴的影响干扰范围内形成的新的次生裂隙，增加了煤层的比表面积和渗透率，解决了煤层气水力压裂技术对储量裂隙破坏的技术问题，提高煤层气井煤层气产量、增加煤层气井的服务年限、提高经济效益。
附图说明
25.图1是本发明一种煤层气增产方法的流程图；
26.图2是本发明一种煤层气增产方法中直井井型结构示意图。
27.附图标记：1、地层；2、主力煤层；3、煤层；4、孔壁；5、一开套管；6、二开套管；7、一开固井段；8、二开固井段；9、射空压裂段；10、切割段；11、洞穴完井技术改造段；12、液面。
具体实施方式
28.以下结合附图1-2，进一步说明本发明一种煤层气增产方法的具体实施方式。本发明一种煤层气增产方法不限于以下实施例的描述。
29.实施例1：
30.本实施例给出一种煤层气增产方法的具体实施方式，如图1所示，包括以下步骤：
31.s1针对废弃煤层气井原有开发层段，用水力式外割刀切割开套管和固井水泥；
32.s2对切割开的煤层进行水力喷射改造；
33.s3将双壁钻具下至井底，循环消除井底沉渣；
34.s4通过井口注入空气进行憋压，然后迅速卸压，持续此过程，直至洞穴稳定；
35.s5使用空气和泡沫完井液，以大排量循环方式将井筒内的煤屑、水清除出井筒；
36.s6试井检查，检查煤层渗透率、含气量等变化情况；
37.s7进行煤层气抽采。
38.进一步的，步骤s1中，废弃煤层气井原有开发层段，包括：经过水力压裂增产技术改造并进行煤层气抽采生产的层段。
39.进一步的，步骤s2中，对切割开的煤层进行水力喷射改造，包括：
40.以高速有水流对煤层进行冲刷，在煤层内形成物理洞穴。
41.进一步的，：步骤s1中，水力式外割刀采用swd119水力式外割刀,其技术参数为：内径98mm，外径119mm，切割外径48.3mm，68kpa，工作流量7.89l/min。
42.进一步的，步骤s2中，对切割开的煤层进行水力喷射改造，改造范围为1～3m，影响范围25m，喷嘴直径0.1mm，工作压力10mpa，喷射速度80m/s,排液量5l/s。
43.进一步的，步骤s4中，注入空气时间为1h,压力达到10mpa时，进行泄压，2h后重复此操作，重复3次，总时长大于24h。
44.进一步的，步骤s5中，大排量循环方式排液速率为40m3/min。
45.实施例2：
46.本实施例给出一种煤层气增产方法的具体实施方式，如图1所示，包括以下步骤：
47.s1针对废弃煤层气井原有开发层段，用水力式外割刀切割开套管和固井水泥；
48.s2对切割开的煤层进行水力喷射改造；
49.s3将双壁钻具下至井底，循环消除井底沉渣；
50.s4通过井口注入空气进行憋压，然后迅速卸压，持续此过程，直至洞穴稳定；
51.s5使用空气和泡沫完井液，以大排量循环方式将井筒内的煤屑、水清除出井筒；
52.s6试井检查，检查煤层渗透率、含气量等变化情况；
53.s7进行煤层气抽采。
54.进一步的，步骤s1中，废弃煤层气井原有开发层段，包括：经过水力压裂增产技术改造并进行煤层气抽采生产的层段。
55.进一步的，步骤s2中，对切割开的煤层进行水力喷射改造，包括：
56.以高速有水流对煤层进行冲刷，在煤层内形成物理洞穴。
57.进一步的，：步骤s1中，水力式外割刀采用swd119水力式外割刀,其技术参数为：内径98mm，外径119mm，切割外径60mm，130kpa，工作流量8.01l/min。
58.进一步的，步骤s2中，对切割开的煤层进行水力喷射改造，改造范围为2m，影响范围25m，喷嘴直径0.4mm，工作压力15mpa，喷射速度100m/s,排液量6l/s。
59.进一步的，步骤s4中，注入空气时间为4h,压力达到10mpa时，进行泄压，2h后重复此操作，重复4次，总时长大于24h。
60.进一步的，步骤s5中，大排量循环方式排液速率为45m3/min。
61.实施例3：
62.本实施例给出一种煤层气增产方法的具体实施方式，如图1所示，包括以下步骤：
63.s1针对废弃煤层气井原有开发层段，用水力式外割刀切割开套管和固井水泥；
64.s2对切割开的煤层进行水力喷射改造；
65.s3将双壁钻具下至井底，循环消除井底沉渣；
66.s4通过井口注入空气进行憋压，然后迅速卸压，持续此过程，直至洞穴稳定；
67.s5使用空气和泡沫完井液，以大排量循环方式将井筒内的煤屑、水清除出井筒；
68.s6试井检查，检查煤层渗透率、含气量等变化情况；
69.s7进行煤层气抽采。
70.进一步的，步骤s1中，废弃煤层气井原有开发层段，包括：经过水力压裂增产技术改造并进行煤层气抽采生产的层段。
71.进一步的，步骤s2中，对切割开的煤层进行水力喷射改造，包括：
72.以高速有水流对煤层进行冲刷，在煤层内形成物理洞穴。
73.进一步的，：步骤s1中，水力式外割刀采用swd119水力式外割刀,其技术参数为：内径98mm，外径119mm，切割外径73mm，173kpa，工作流量8.08l/min。
74.进一步的，步骤s2中，对切割开的煤层进行水力喷射改造，改造范围为3m，影响范围25m，喷嘴直径0.6mm，工作压力20mpa，喷射速度120m/s,排液量8l/s。
75.进一步的，步骤s4中，注入空气时间为6h,压力达到10mpa时，进行泄压，2h后重复
此操作，重复5次，总时长大于24h。
76.进一步的，步骤s5中，大排量循环方式排液速率为50m3/min。
77.实施例4：
78.本实施例给出通过一种煤层气增产方法得到的直井井型结构，如图2所示，其中，1为地层；2为主力煤层；3为煤层，4为孔壁；5为一开套管；6为二开套管；7为一开固井段；8为二开固井段；9为射空压裂段；10为切割段；11为洞穴完井技术改造段；12为液面。
79.通过以下步骤实施：
80.1、针对废弃煤层气井原有开发层段，即经过水力压裂增产技术改造并进行煤层气抽采生产的层段，用swd119水力式外割刀切割开套管和固井水泥。
81.swd119水力式外割刀的技术参数：内径98mm，外径119mm，切割外径73mm，173kpa，工作流量8.08l/min。
82.2、对切割开的煤层进行水力喷射改造，以高速有水流对煤层进行冲刷，在煤层内形成物理洞穴。改造范围为3m，影响范围可达25m。
83.喷嘴直径0.6mm，工作压力20mpa，喷射速度120m/s,排液量8l/s。
84.3、将双壁钻具下至井底，循环消除井底沉渣。
85.4、通过井口注入空气进行憋压，然后迅速卸压，这种周期性的压力变动会形成剧烈的井内压力“激动”，迅速的压降破坏煤层的原始应力状态分布，使煤层发生破坏，引起煤层崩落，重复使用这种压力“激动”法改造煤层，直至洞穴稳定。注入空气6h,压力达到10mpa时，突然卸压；中间间隔2h；重复5次，总时长大于24h。
86.5、使用空气和泡沫完井液，以大排量循环方式将井筒内的煤屑、水清除出井筒。排液量50m3/min。
87.6、试井检查，检查煤层渗透率、含气量等变化情况。
88.7、进行煤层气抽采。
89.工作原理：如图1-2所示，通过对废弃煤层气井原开发层段的洞穴完井改造，在井中利用高速的喷射水流，冲刷煤层，在井底形成物理洞穴；经过多次快速憋压—缷压的压力“激动”法改造，使煤层产生垮塌，形成稳定的洞穴；在洞穴的影响干扰范围内形成的新的次生裂隙，增加了煤层的比表面积和渗透率，解决了煤层气水力压裂技术对储量裂隙破坏的技术问题，提高煤层气井煤层气产量、增加煤层气井的服务年限、提高经济效益。
90.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。