1.一种直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法,其特征在于包括以下步骤:
(a)在目的煤层(1)埋深600~800m处,沿区域赋煤构造次级向斜轴迹最大弯曲点的连线处施工一个U型远端对接井井组,U型远端对接井井组包括一口对接直井(3)、一口定向水平井(2),对接直井(3)与定向水平井(2)之间水平连通段为水平井段(4),在水平井段(4)下入生产套管并进行固井;所述定向水平井(2)采用三开井身结构,一开、二开在目的煤层(1)上覆岩层中钻进,三开于目的煤层(1)中钻进;
(b)在次级向斜两翼距离U型对接井水平井段(4)的平面距离为250~300m、目的煤层(1)埋深为500~700m、地面地势平坦、交通方便的位置处施工构成煤层气直井场的多个煤层气直井,并对多个煤层气直井进行套管完井;多个煤层气直井采用二开井身结构,一开表层套管固井稳定井壁及封堵主要含水层,二开钻遇目的煤层(1)后,进行生产套管固井,并通过目的煤层(1)井段射孔方式完井;
(c)U型远端对接井水平井段(4)自对接直井(3)井口向定向水平井(2)井口方向依次开展分簇射孔、分段水力压裂施工;
(d)U型远端对接井水平井段(4)水力压裂改造时,煤层气直井一(5)、煤层气直井二(6)与定向水平井(2)最近邻的第一压裂段(11)同时开展水力压裂施工,以达到同步压裂改造的效果;第一压裂段(11)水力压裂施工结束后,同步开展煤层气直井三(7)、煤层气直井四(8)与定向水平井(2)最近邻的第二压裂段(12)水力压裂;依次重复同步压裂工作,直至所有煤层气直井及定向水平井(2)最邻近压裂段均完成水力压裂施工;
(e)压裂施工完成后,自压裂后的直井、定向水平井(2)井口缓慢放溢流,放溢流速度不3
高于5m/d;放溢流后,在U型远端对接井井组、多个煤层气直井分别安装地面及井下排采装置,并开展排采作业;多个煤层气直井采用“游梁式抽油机+管式泵”进行排水降压,管套环空压力控制产气;
(f)随着排采作业的进行,当U型远端对接井井组产气进入衰减阶段,且日产气量逐渐3
衰减至稳定产气量的1/6,产水量低于0.5m /d时,拆除U型远端对接井井组中定向水平井(2)的采气井口、对接直井(3)地面及井下的排采装置;
(g)在定向水平井(2)、对接直井(3)上分别安装注气井口,连接地面注气设备(13),自两个井口以相同的稳定压力连续注入液态二氧化碳;液态二氧化碳注入过程中,连续监测定向水平井(2)与对接直井(3)的水平井段(4)的流体压力和温度的变化;
(h)当U型远端对接井井组进行液态二氧化碳注入时,对次级向斜两翼的多个煤层气直井持续开展排水采气作业,并监测日产气量、日产水量,每天测试1次产出气成分,每10天采
1次水样并进行水质全分析,直到采出气中二氧化碳含量超过50%,则停止该多个煤层气直井排水采气及气水监测工作。
2.根据权利要求1所述的直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法,其特征在于:所述步骤(a)中,水平井段(4)的长度控制在600~800m;钻进轨迹着陆点标高大于终孔位置标高,着陆点标高与终孔位置标高的高差为15~20m,以便压裂返排液与地层水在重力作用下流向对接直井(3);对接直井(3)采用三开井身结构,一开、二开在目的煤层(1)上覆岩层中钻进并套管固井,三开钻遇目的煤层(1),并在煤层段裸眼造穴完井,以便与定向水平井(2)远端对接。
3.根据权利要求1所述的直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法,其特征在于:所述步骤(b)中,多个煤层气直井为4‑8个。
4.根据权利要求1所述的直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法,其特征在于:所述步骤(c)中,U型远端对接井水平井段(4)划分为4~6个等长的压裂段,依次进行压裂施工,单压裂段长度控制在150~200m;单压裂段射孔3~4簇,单簇射孔长度为1.5~2.0m,孔密度为16弹/m,压裂施工采用“光套管注入压裂+桥塞封隔分段”方式。
5.根据权利要求1所述的直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法,其特征在于:所述步骤(e)中,在U型远端对接井井组中的定向水平井(2)的井场安装采气井口及后端气体处理装置,在对接直井(3)的井场安装游梁式抽油机、井下排采管柱、管式泵液体的举升装置进行排水降压。
6.根据权利要求1所述的直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法,其特征在于:所述步骤(f)中,U型远端对接井井组的产气量为定向水平井(2)的日产气量,产水量为对接直井(3)的日产水量;U型远端对接井井组排水采气设备拆除前,对接直井(3)先停止排水,然后逐渐降低定向水平井(2)生产管套环空压力并直至为0,最后取出对接直井(3)中排采管柱,并拆除定向水平井(2)采气井口。
7.根据权利要求1所述的直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法,其特征在于:所述步骤(g)中,稳定压力连续注入液态二氧化碳的压力控制在6~7MPa,定向水平井(2)与对接直井(3)中的水平井段(4)的流体压力控制在12~14MPa。
8.根据权利要求1所述的直井与U型对接井联合开采煤层气的驱替煤层气增产方法,其特征在于:所述步骤(h)中,当U型远端对接井井组进行液态二氧化碳注入时,两翼的多个煤层气直井采用定压排采方式,控制井底流压与管套环空压力稳定,并长期监测日产气量及气体成分的变化;结合多个煤层气直井排出地层水样品采集与水质全分析结果,定量评价二氧化碳注入、驱替对煤层气直井的增产效果。