煤层气开采井优化组合方案研究

煤层气开采井优化组合方案研究

对于煤层气的开发而言，优选合适的开采井型至关重要。优选井型需要良好的构建组合式开采井方案，优化方案使煤层气的开采最大经济效益化。国内各地区的煤层储层表现为低饱和度、低渗透率、低煤层压力“三低”特征。故此结合煤层气开采的特征与现状，优选设计合适的开采井组合方案显得尤为重要，本文通过研究优化组合设计方案与开发实效分析两个方面，通过优化组合，从根源入手减少整体的采氣成本验证，希望在次基础上为企业创造煤层气开采的最大化效益。

标签：煤层气；开采井；优化组合方案

从现状来看，煤层气开发通常选用直井开采的方式，现存的开采井多数为U 型或者水平井。然而从整体来讲，煤层气开采过程中的单井产能相对是较低的。实际上除了常用的直井开采，煤层气开发还可以选择其他类型的开采井，例如多层开采井、羽毛形状的开采井或者V型开采井。在煤层气开采中如果能够引入组合式的开采井设计方式，那么就能在根本上确保优良的产能，与此同时也缩短了开采周期。经过模拟分析，证实了组合方案具备最优的单井产量，采气成本因此也被降低。相比于常用的开采井模式，组合式煤层气的开采井能够确保综合的产气量以及经济实效，因此组合设计开采井的方案可以推广采用。

1 具体的组合设计方案

1.1 水平的锚形井

设计人员在布置水平井时，可以选用锚形的组合布置方案。具体而言，锚形水平井包含了抽排直井以及其他类型的工程井。针对不同类型的开采井，分别设置了不同的夹角。例如：工程井与左右两边的抽排直井分别设置了45°以及30°的夹角。从井眼的布置方向来看，通常选择较厚的钻进煤层。在具体布置锚形水平井时，首先需要连通多口水平井以及抽排直井。经过钻井施工后，排采作业通常依赖于抽排直井，施工人员可以恢复原有的地貌。

锚形水平井的布置方式具备了显著的优势。这是因为，锚形水平井可在根本上节省整体的用地，因而也更加便于日常的排采和钻井工作。同时，锚形水平井也获得了更大幅度的单井煤层气产能。在具体设计时，相关人员还需要谨慎排除碎裂岩屑带来的影响，确保各个层次的井眼畅通。

1.2 抽排直井与工程井的组合

具体设计方式为：首先设置90°的两口工程井，二者可以共用同一个抽排直井。通过这种方式来开采煤层气，相比而言就能够获得更显著的开采实效。在直井洞穴的位置上，可以设置两口井的交汇，对此最好设计成反向角度或者直角的交汇。直井井口与工程井相距200米，这样做也在根本上符合了连通作业的需要。

相比于传统的开采井布置方式，新型组合方案能够节约排水采气消耗的总成本，同时也获得了更高的单井煤层气产量。

1.3 V型井与抽排直井的组合

这种组合方案具备的特性为：首先设置两口V型工程井，V型井共用同样的抽排直井。V型井与现场的抽排直井呈现45°的水平夹角，这样做有助于后期钻井的顺利展开，与此同时也节省了钻前工程消耗的资金。在很大程度上，抽排直井以及V型井眼的组合方式能够防止不同类型井眼产生的干扰，同时也缓解了较高的水平应力。对于井壁而言，组合方案还能够起到必要的保护作用。

2 对于开采井实效的分析

从现状来看，各种类型的煤储层多数都具备三低的特性：储层饱和度低、开采压力低以及渗透程度低。在开发煤层气的过程中，相关人员就应当因地制宜，优先选择最适合用于开采的井型组合。只有选择了适当的井型，才能确保获得显著的煤层开采实效。截至目前，地面煤层气开发通常选择了垂直压裂井的开采方式，这种方式对应的是U型井以及水平井。最近几年，国外某些地区又相继研发了新型的V型井，用这种开采方式来提高单井的整体产能，从而显著提高总的产气量。例如：美国现已研发了羽毛状的煤层气水平井，这种开采井设有四个方向的分支，最高能够达到每天140000m?的煤层气采掘总量。

相比于发达国家，我国现有的煤层气开采井仍比较单一。从各地现状来看，各地煤层都具备独特的地质特性。经过综合考虑，可以视情况引入组合型的煤层气开采方式，借助这种方式来确保最高的单井煤层气产能。与此同时，提高单井产能也可以减小投入的总成本。通常情况下，煤层气开采井可以分为羽状开采井、V型以及U型的开采井等。经过详细的勘验和测查之后，设计人员就可以选择某一类型的组合开采井方案。通过综合比较可知：锚形的开采井具备了最大的控制面积，因而也表现出最高的单井产气量。经过全方位的改进后，组合开采井能够节省10万元左右的设计费用以及工程费，因此也提高了经济收益。

相比于传统模式，煤层气组合式的开采井可以提升综合的单井产能。在各种类型的组合开采井中，锚型的水平井具备了最高的单井产能。引入组合方案之后，采气成本获得了降低，煤层气开采也获得了显著的经济实效。然而截至目前，组合的煤层气开采井方案仍没能达到完善，通常存在施工困难、井壁稳定性较低、畅通性不足等缺陷。为此，在设计开采井的过程中就需要因地制宜，同时考虑到多环节的开采流程。未来的实践中，设计人员还需要不断归纳经验，服务于煤层气开采的综合实效提高。

参考文献：

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