一种煤层气直井改造方法与流程

本发明属于煤层气井完井改造领域，具体是一种煤层气直井改造方法。

背景技术：

1、国内煤层气行业发展至今，已有数十年历史。针对煤层气勘探开发，目前常用的井型有直井、定向井、水平井、羽状水平井；组合井组类型有丛式井组、川字水平井组、u型井组等。不同井型和井组在煤层气勘探开发中均有各自的地质及工程适用条件。

2、沁水盆地南部深层煤层气区域为近年来山西煤层气产业聚焦地之一，其中以和顺横岭煤层气勘查区块为典型代表，区块内深部煤层多为1500m以深，煤层厚度4~6m，通常为碎裂、碎粒煤体结构，受深部地应力和构造影响，煤层多为低孔、低渗、高地应力特征，在力学性质方面煤层表现为塑性易碎易压缩，高泊松比、特低杨氏模量。

3、针对深部煤储层特点和力学特征，前期采用u型对接井组进行开发，u型对接井组是采用一个水平井和远端的直井进行对接，井组主要特点就是水平井水平段保证在对接目的层中，同时水平方位和井斜要达到对接要求，直井在煤层段为玻璃钢套管，方便特种钻头磨铣并对煤层掏穴，以扩大煤层暴露面积，保证水平井能成功对接。在实际钻井施工中，由于深部煤层微小构造发育、煤层易垮塌及工程质量管理等主客观因素，u型水平井组在施工中没有达到预期效果，主要表现就是水平井水平段长度不够，没有延伸到直井，或者水平段方位与对接直井相对方位出现了较大偏差，最终导致水平井与直井对接失败。

4、经过掏穴的直井因套管抗压强度低，无法满足后期压裂作业的安全。目前主要采用以下几种处理方法：

5、（1）改变压裂工艺，将光套管压裂改变为油管压裂，由原套管承压转化为油管承压压裂，这种方法简单，能够达到压裂施工压力要求，但油管内径小，无法提高压裂施工排量，达不到大排量体积压裂改造煤层的目的。同时油管串在煤层上部须安装封隔器，以将油套环空进行封隔，但压裂施工后，封隔器位置以下套管易出现变形，影响后期煤层气下泵排采。

6、（2）在原井外径177.8mm套管中下入127mm套管+滑套+封隔器的套管柱，压裂前封隔器座封，并投球打开滑套，然后进行正常压裂。这种方法套管串结构繁琐，井下小构件多，容易发生质量事故；适配的滑套和封隔器不常见，需要定制；封隔器座封后没有相应的验封措施；滑套存在打不开的风险；压裂过程中存在两层套管之间环空串压的安全事故。

7、（3）在原井外径177.8mm套管中下入127mm套管至掏穴煤层，并进行固井，这种方法也可以提高排量和大幅提高承压能力，但施工复杂，掏穴段可能形成大肚水泥环，给后续压裂造成不利，影响产气效果。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提供一种煤层气直井改造方法。

2、本发明采取以下技术方案：一种煤层气直井改造方法，包括：s1：通洗井至目的煤层以下井底，保证井筒畅通；s2：下刮削器刮削第二级套管至遇阻位置，起出刮削管柱；s3：下入第三级套管并进行密封；s4：在第三级套管中注入水泥，至地面返出；s5：水泥侯凝一段时间，进行井筒试压是否合格。

3、在一些实施例中，步骤s3中，第三级套管从下到上依次为：套管+筛管+球座+封隔器+分级箍+套管。

4、在一些实施例中，步骤s3包括：s31：下入第三级套管；s32：投球憋压，座封封隔器；s33：对封隔器进行验封合格。

5、在一些实施例中，步骤s4包括：用泵车将水泥从地面注入井下，水泥进入第三级套管至球座后，开始从分级箍上返至第二级和第三级套管之间的环空，返出地面，固井侯凝后，将球座磨掉。

6、在一些实施例中，水泥侯凝时间为48小时。

7、在一些实施例中，井筒试压合格标准为80mpa。

8、与现有技术相比，本发明主要解决掏穴直井残缺井身结构无法满足后期煤层压裂、排采作业的技术问题。通过对比研究不同规格套管的匹配关系，再配合分级箍固井工艺，完成“套中套”管柱结构。主要适用于原套管残缺且抗压强度低，无法满足压裂作业，压后煤层易垮塌，影响正常煤层气排采作业等情况。

技术特征：

1.一种煤层气直井改造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的煤层气直井改造方法，其特征在于，所述步骤s3中，第三级套管（4）从下到上依次为：套管+筛管+球座+封隔器+分级箍+套管。

3.根据权利要求2所述的煤层气直井改造方法，其特征在于，述步骤s3包括：

4.根据权利要求2所述的煤层气直井改造方法，其特征在于，所述步骤s4包括：用泵车将水泥从地面注入井下，水泥进入第三级套管至球座后，开始从分级箍上返至第二级和第三级套管之间的环空，返出地面，固井侯凝后，将球座磨掉。

5.根据权利要求1所述的煤层气直井改造方法，其特征在于，水泥侯凝时间为48小时。

6.根据权利要求1所述的煤层气直井改造方法，其特征在于，井筒试压合格标准为80mpa。

技术总结
本发明属于煤层气井完井改造领域，具体是一种煤层气直井改造方法。包括：S1：通洗井至目的煤层以下井底，保证井筒畅通；S2：下刮削器刮削第二级套管至遇阻位置，起出刮削管柱；S3：下入第三级套管并进行密封；S4：在第三级套管中注入水泥，至地面返出；S5：水泥侯凝一段时间，进行井筒试压是否合格。本发明主要解决掏穴直井残缺井身结构无法满足后期煤层压裂、排采作业的技术问题。通过对比研究不同规格套管的匹配关系，再配合分级箍固井工艺，完成“套中套”管柱结构。主要适用于原套管残缺且抗压强度低，无法满足压裂作业，压后煤层易垮塌，影响正常煤层气排采作业等情况。

技术研发人员：申鹏磊,杨燕青,金鹏,郭振宇,靳小平,路芳芳,郭琛,侯培,李嘉伟,牛盼盼
受保护的技术使用者：山西蓝焰煤层气工程研究有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16