貴州省油氣勘查開發(fā)工程研究院郭志軍獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉貴州省油氣勘查開發(fā)工程研究院申請的專利一種水平井高壓水射流煤與煤層氣共采的方法獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120251179B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202510714456.2,技術領域涉及:E21B43/29;該發(fā)明授權一種水平井高壓水射流煤與煤層氣共采的方法是由郭志軍;趙凌云;吳章利;吳傳杰;王少雷;向剛;魏元龍;趙有州;鄒江海;趙恒儀;楊永宇;付銀蘭;鄭建;王帥琪設計研發(fā)完成,并于2025-05-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種水平井高壓水射流煤與煤層氣共采的方法在說明書摘要公布了:一種水平井高壓水射流煤與煤層氣共采的方法,屬于煤與煤層氣開采技術領域。在地面施工具三開井身結構的水平井,三開于開采煤層中鉆進,完鉆后懸掛玻璃鋼套管完井;連續(xù)油管輸送高壓水射流工具至井底,利用射流液對開采煤層定向噴射;待達到局部割煤目標后,上提連續(xù)油管及噴射工具,依次向著陸點方向移動噴射割煤;割煤過程中,將攜帶煤粉、解吸煤層氣的射流液返至地面,并在處理廠進行氣水煤粉三相分離;割煤結束后,重新開展三開跟管鉆井,洗井后下入射流泵排水采氣,達到水平井高壓水射流煤與煤層氣高效共采;當水平井產氣速率下降時,自井口脈動注水提高水平段周圍煤層滲透率,延長產氣時間;其操作簡便、有顯著的經濟、環(huán)境與安全效益。
本發(fā)明授權一種水平井高壓水射流煤與煤層氣共采的方法在權利要求書中公布了:1.一種水平井高壓水射流煤與煤層氣共采的方法,包括在煤礦區(qū)內地面(1)施工一口呈L形的三開井身結構的水平井(2),創(chuàng)立“L形三開井身”立體構型,通過垂直段—造斜段—水平段的復合軌跡設計突破常規(guī)U型井限制,實現單一井筒對煤層立體空間的精準覆蓋,其特征在于,還包括以下步驟: (a)所述實現單一井筒對煤層立體空間的精準覆蓋: 首先將水平井(2)一開鉆進至松散層與基巖界面(3)之下15m,下入表層套管(4)固井,在表層套管(4)周圍由下往上施工表層套管固井水泥層(5)至地面(1); 然后將水平井(2)二開定向鉆進至開采煤層(6)頂板之上1m,下入技術套管(7)固井,在技術套管(7)周圍由下往上施工技術套管固井水泥層(8)至地面(1); 再將水平井(2)三開鉆遇開采煤層(6)到達著陸點(9)后,繼續(xù)沿開采煤層(6)水平鉆進300~500m,完鉆后懸掛玻璃鋼材質的生產套管(10); (b)在地面擺放連續(xù)油管作業(yè)車(11),將連續(xù)油管作業(yè)車上的高壓管匯和高壓水射流柱塞泵(12)相連接,并將高壓水射流工具串(15)套裝在連續(xù)油管(13)中后送入水平井入口中,啟動連續(xù)油管作業(yè)車(11)的液壓控制系統(tǒng)將纏繞在滾筒上的連續(xù)油管(13)送入水平井(2)中,并啟動高壓水射流柱塞泵(12),通過連續(xù)油管注入頭(14)向連續(xù)油管(13)內注液,將高壓水射流工具串(15)送至水平井井底(16)處,使高壓水經過連續(xù)油管(13)到達高壓水射流工具串(15)上環(huán)形分布的錐形噴嘴(17)沿開采煤層(6)傾斜方向雙向錐形噴射,從而使高壓水射流影響范圍內的開采煤層(6)進行水力切割、破碎; (c)當位于井筒內部且靠近開采煤層的高壓水射流工具串(15)在井筒內通過往復式噴射完成當前開采煤層(6)段落的切割、破碎后,利用液壓控制系統(tǒng)的滾筒裝置,以一倍高壓水射流工具串(15)長度為步長,緩慢上提連續(xù)油管(13)與高壓水射流工具串(15),之后通過間歇式連續(xù)式高壓水射流方式,實現水平井(2)全水平井段井筒附近開采煤層(6)的全段擴展水力切割、破碎; (d)高壓水射流水力將開采煤層(6)煤體切割、破碎后,利用高壓水射流柱塞泵(12)所產生的高壓將破碎后形成的混合物即攜帶煤粉(18)、解吸煤層氣(19)的射流液(20),通過井筒環(huán)空帶出至地面處理廠(21),基于密度差分選原理在處理廠(21)經過多層次振動篩分進行煤粉(18)、煤層氣(19)、射流液(20)的三相分離,獲得煤粉(18)、煤層氣(19)工業(yè)產品,過濾后的射流液(20)進入射流液罐(22),再經高壓水射流柱塞泵(12)加壓后重新注入連續(xù)油管(13)并進入水平井(2),實現高壓水射流水力切割、破碎開采煤層(6)過程中射流液(20)的循環(huán)利用;所述攜帶煤粉(18)、解吸煤層氣(19)的射流液(20)通過技術套管(7)與連續(xù)油管(13)之間的環(huán)空空間返至地面(1),以及經過螺旋管或空化降壓后,密閉管道輸送至處理廠(21); (e)全水平井段高壓水射流切割、破碎開采煤層(6)煤體工作完成后,上提并取出連續(xù)油管(13)與高壓水射流工具串(15),沿高壓水射流前的水平井(2)三開井眼(23)再次開展水平井(2)三開井段變徑鉆頭(24)連接鉆桿(27)跟割縫篩管(25)鉆進,形成高壓水射流后的水平井(2)新三開井眼(26),利用割縫篩管(25)對高壓水射流后的水平井(2)新三開井眼(26)進行支撐,以滿足后續(xù)水平井(2)排水采氣過程中氣水流動對滲流通道的要求; (f)高壓水射流后的水平井(2)新三開井眼(26)形成并懸掛割縫篩管(25)支撐后,在地面(1)自水平井(2)井口下入連續(xù)油管(13)至水平井井底(16)進行正循環(huán)沖洗井,洗井后,上提取出洗井油管后下入射流泵(28)進行水平井(2)長期排水采氣作業(yè),實現水平井井控范圍內煤層氣地面開發(fā);所述水平井(2)長期排水采氣作業(yè)包括緩慢排水、憋壓排水、控壓產氣、降壓提產、產氣衰減、脈動激勵增產6個階段,排采過程中根據水平井(2)氣水產出表現分階段制定水平井(2)的排采管控制度; (g)隨著水平井排采時間的延長,當水平井產氣速率下降至≤1000m3d后,自技術套管(7)與油管環(huán)空高壓脈動注水,利用高壓脈動注水對水平井段開采煤層(6)的激勵作用,提高水平井段井筒周圍開采煤層(6)的滲透率,進而提高水平井(2)產氣效果及煤層氣資源采收率,實現水平井高壓水射流煤與煤層氣高效共采。
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