一种煤层气双井联动一体化修井方法

本发明涉及煤层气勘探开发，具体涉及一种煤层气双井联动一体化修井方法。

背景技术：

1、煤层气u型对接井由一口直井和一口水平井（或定向井）在目的煤层段通过洞穴或水平段实现远端连通，形成u字形井身结构。该井型能够有效扩大煤层泄流面积，提高单井控制储量，在黔西、沁水等煤层气区块已得到推广应用。

2、然而，u型对接井在投产运行一段时间后，由于邻井压裂施工的井间干扰、煤层出砂、煤粉沉降以及压裂支撑剂回流等因素，直井与水平井之间的连通通道（包括洞穴段和水平段）极易发生堵塞，导致产气量大幅下降甚至停产。本技术以黔西向斜西翼区块定新1井组为例，该井组由定新1井（直井）和定新1—1h井（水平井）组成u型井，开发龙潭组9#煤层，在配合邻井压裂施工后，井口压力异常升高至10.5mpa，关井后压力稳定在2.2mpa，井筒内积聚大量固相杂质、砂粒、煤粉、煤泥及黑色粘稠液体，水平段连通通道基本丧失。

3、针对上述问题，常规修井工艺通常采用单井作业模式，即在直井内下入冲砂管柱进行正循环或反循环冲砂洗井。但u型对接井的堵塞部位往往位于洞穴段及水平段深处，单井冲砂洗井存在以下技术瓶颈：

4、冲砂液在洞穴段及水平段流速极低，携砂能力差，砂粒、煤粉等固相杂质难以有效返出；常规捞砂工具在洞穴段遇阻严重，进尺缓慢，日进尺仅0.1～0.3m，作业效率低下；无法准确判断直井与水平井之间的连通状态，修井作业具有盲目性；修井过程中需关停邻井，影响井组整体产量，经济效益受损。

5、因此，亟需一种煤层气双井联动一体化修井方法，能够实现双井联动、精准判断连通状态、高效清除深层堵塞物，并在修井过程中保障邻井正常生产。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种煤层气双井联动一体化修井方法，通过直井与水平井的协同作业，采用正循环高压喷射冲洗、反循环气举降液面、双井液位同步监测、阶梯式气举疏通、双井注水验证的组合工艺，有效解决u型对接井洞穴段及水平连通段的堵塞问题，恢复井组产气能力。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种煤层气双井联动一体化修井方法，基于对接井实现，对接井包括一口直井和一口水平井，直井与水平井在目的煤层段通过洞穴或水平段实现远端连通，方法包括：

3、s1：在直井内下入钻磨管柱，采用正循环方式对井筒内及洞穴段的固相堵塞物进行钻磨破碎，钻磨至人工井底或设计深度；

4、s2：起出钻磨管柱后，在直井内下入喷射冲洗管柱，采用清水通过正循环泵进行高压喷射，冲洗洞穴段及水平段入口处的粉屑，同时通过空压机向直井内注入高压气体进行反循环气举，将冲洗液及碎屑携带至地面；

5、s3：在直井和水平井的井口分别安装水位测量仪，同步监测直井和水平井的液面深度，当直井和水平井的液面高差与直井和水平井的井口海拔高差之间的差值在测量误差允许范围内时，判定直井和水平井的液位处于同一水平线，初步推断直井和水平井已建立水力联系；

6、s4：在初步推断连通的基础上，继续采用阶梯式降液面方式进行深度气举疏通；气举过程中，监测直井的泵压、返出液状态及水平井的液面变化；当出现卡钻后处理、地面管道大量出水且持续不停，以及水平井液位在短时间内急剧下降的现象时，判定直井和水平井之间的连通通道已被打通；

7、s5：从水平井井口注入定量清水，同步监测直井的液面变化；当直井液面在注入后短时间内出现明显上升，且多次试验的液位变化规律一致时，确认直井和水平井已完全连通；

8、s6：连通验证完成后，在直井内下入捞砂管柱，将井底残余砂粒及碎屑捞至设计深度，然后下入完井管柱及排采设备，恢复井组排采生产。

9、进一步的，步骤s1中，钻磨管柱包括牙轮钻头、沉砂管及钻杆；沉砂管用于收集钻磨过程中产生的碎屑；钻磨过程中，通过上下缓慢划眼15～40次、每次行程4～6m，并间隔静止0.5～2h，使破碎后的碎屑充分返出。

10、进一步的，步骤s1中，钻磨分阶段进行，包括：先采用小钻压、低转速进行试探性钻磨，运行平稳后，再逐步加大钻压和转速；钻磨至设计深度后，通过多次探砂面磨洗，观察砂面返高变化，当砂面返高趋于稳定时，表明洞穴段及井眼周围的堵塞物已基本清除。

11、进一步的，步骤s2中，喷射冲洗管柱包括专用短接及钻杆，专用短接为根据井口装置及钻杆规格现场加工适配的变径短接，专用短接一端连接井口法兰盘及无缝管，另一端连接钻杆，用于实现正循环高压喷射与反循环气举的通道切换；

12、正循环泵的入量由初始排量逐步提升至目标排量，反循环气举采用阶梯式降液面方式，每次降液面深度在130m～150m范围内，单次有效气举时间在2～3min。

13、进一步的，步骤s3中，测量误差允许范围为±2m；直井和水平井的井口海拔高差通过前期测量数据获得，液面高差为直井液面深度与水平井液面深度之差值。

14、进一步的，步骤s4中，阶梯式降液面的具体操作为：每次气举前记录当前液面深度，气举完成后测量实际降液面深度，待井筒稳定后再进行下一次气举；深度气举疏通的目标深度为洞穴段底部或水平段入口处。

15、进一步的，步骤s4中，当直井降液面至洞穴段附近出现卡钻现象，且处理卡钻后地面管道出现大量水持续喷出、同时水平井液位在5～10min内下降80～120m时，作为直井和水平井连通通道打通的关键判据。

16、进一步的，步骤s5中，定量清水的注入量为3～4m³，短时间内的液面上升幅度不小于50m，多次试验不少于2次，且两次试验间隔时间不少于12h。

17、进一步的，步骤s5中，试验的验证过程中，保持邻井正常排采，通过监测邻井井底流压判断修井作业对邻井的影响；邻井为与对接井处于同一井组且正在进行排采的其他井；修井作业全程保持邻井正常抽采，通过实时监测邻井井底流压，若流压无异常波动，则判定修井作业未对邻井造成干扰。

18、进一步的，步骤s6中，捞砂管柱包括捞砂笔尖、捞砂泵及加厚油管，采用正循环冲洗方式将残余碎屑携带出井筒；捞砂至设计深度后，下入包括丝堵、筛管、螺杆泵、压力计托筒及加厚油管的完井管柱，并配套下入抽油杆及驱动装置。

19、与现有技术相比，本发明实现了如下有益效果：

20、本发明首次提出u型对接井双井联动修井理念，打破传统单井作业的局限，通过直井与水平井的协同作业，利用两口井之间的水力联系实现堵塞物的双向清除，大幅提高了修井效率。在定新1井组的现场应用中，采用本发明方法后，两口井的连通通道从完全堵塞状态恢复至完全连通，修井周期较常规单井作业缩短约40%。

21、本发明创新性地采用正循环高压喷射冲洗、反循环气举降液面的联合工艺，正循环高压喷射能够有效冲击洞穴段及水平段入口处的固相沉积物，反循环气举则利用气体密度差形成强大的抽吸效应，将破碎后的粉屑及液体快速携带至地面。两种工艺优势互补，解决了单一冲砂方式在洞穴段流速低、携砂能力差的技术难题。现场实践表明，联合工艺可将洞穴段粉屑清除效率提高3倍以上。

22、本发明建立了基于双井液位同步监测的连通状态判断方法，通过对比两口井液面高差与井口海拔高差的一致性，初步推断连通状态；再通过阶梯式气举过程中水平井液位的急剧变化及双井注水验证，最终确认连通通道的打通。该方法改变了传统修井作业中盲冲盲捞的被动局面，实现了修井过程的精准可控。在定新1井组修井过程中，通过液位监测数据成功预判了连通时机，避免了无效作业。

23、本发明提出的阶梯式气举降液面方法，通过控制每次降液面深度在130m～150m、单次气举时间2～3min，避免了因一次性大幅降液面导致的井筒压力剧烈波动和煤层伤害。阶梯式操作既保证了气举效率，又保护了煤层原始应力状态，防止因压力骤降引起的煤层坍塌和出砂加剧。

24、本发明实现了修井与邻井生产的同步进行，在定新1井组修井全过程中，同井组的定新1-x2井保持正常抽采，通过实时监测邻井井底流压确认修井作业未对其造成干扰。最大限度地减少了修井对井组整体产量的影响，具有显著的经济效益。

25、本发明工艺方法适应性强，可根据井下实际堵塞情况灵活调整钻磨、冲洗、气举的参数组合，对于不同堵塞程度、不同井身结构的u型对接井均具有较好的适用性。