CN101775974A - 对接井水力运移卸压开采煤层气方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的对接井水力运移卸压开采煤层气方法，设置排煤水出气井(1)和多个注水出气井(5)；排煤水出气井(1)收集排出煤水混合物，并采集煤层气，注水出气井(5)注水和采集煤层气；排煤水出气井(1)井口设置气、煤、水分离装置，分离水循环使用；注水出气井(5)设置进水出气的封井装置；排煤水出气井(1)井底进行掏穴；注水出气井(5)与排煤水出气井(1)通过流体压差或机械钻进等方法实现对接；之后，注水出气井(5)注入水，水流冲刷煤体并运移至排煤水出气井(1)排出，形成卸压空间(6)，剩余煤层产出煤层气。该技术可以解决松软、低渗煤储层煤层气的提前抽采问题，消除突出危险，降低煤体瓦斯含量。

Description

对接井水力运移卸压开采煤层气方法

技术领域

本发明涉及煤层气开采技术领域，也可以涉及在地面实施煤与煤层气共采技术领域，特别涉及松软、低渗、高瓦斯煤储层的一种煤层气开采技术。

背景技术

我国的煤层气资源量约36万亿m³，这一数值与天然气资源量相当。其中，松软、低渗、高瓦斯煤储层占全国煤炭资源储量的30％左右，其所含煤层气资源量占全国总量的50％左右。

河南省荥巩、登封地区煤层，结构复杂、煤质松软，以韧性变形为主，主要由层间滑动造成，是强烈塑性变形的产物。强烈的构造破坏使煤体呈鳞片状或土状，渗透性极差(均在0.001mD以下)，又因其普遍具有松软、低渗、高瓦斯及较好封存条件的特性，往往是煤与瓦斯突发区。对于此类松软、低渗透、高瓦斯、高突煤储层的煤层气，目前还没有有效的提前地面开采方法，采用公知的直井压裂和丛式井方法效果很差，严重制约了此类煤田的开发。

发明内容

本发明的目的正是针对松软、低渗、高瓦斯煤储层煤层气开发所存在的难题而提供一种对接井水力运移卸压开采煤层气方法。该技术解决了此类储层煤层气开发工艺关键技术难题，为煤层气大规模产业化开发提供了前提条件。

本发明的目的可通过下述技术措施(步骤)来实现：

(1)设置排煤水出气井。该井由地面钻进至煤层或煤层以下，用于收集煤水混合物、安装排水装备并集中排出煤水混合物，同时采集煤层气。

(2)设置注水出气井。该井由地面钻进至煤层；注水出气井与排煤水出气井保持适当距离。

(3)掏穴。采用已知的工具扩眼方式或流体冲击方式或爆炸方式等对前述排煤水出气井底周边煤体进行掏穴，进而在井底形成洞穴，洞穴越大越好。

(4)前述注水出气井井口采用一种能够进水且能出气的封井装置。既能保证顺利注水，又能保证产出煤层气的地面回收。

(5)对接。前述注水出气井与前述排煤水出气井通过流体压差或机械钻进方式，连通两井，实现对接。

(6)水力运移。前述注水出气井连续注入水，水流冲刷两井间煤体，水力运移煤粉至排煤水出气井，并通过机械排至地面，通过煤水运移，注水出气井与排煤水出气井形成卸压空间。

(7)气、水、煤分离。前述排煤水出气井井口设置气、煤、水分离装置，全面搜集产出的煤层气，同时将排出的煤水混合物进行煤水分离。处理后的清水注入前述注水出气井循环使用。

(8)前述(1)-(7)步骤结束后，再设置一个注水出气井，重复以上步骤(5)、(6)。依此类推，如果煤层是近水平煤层，设置多个注水出气井，并以前述排煤水出气井为中心向四周呈辐射状分布；如果煤层是倾斜煤层，设置多个注水出气井，并以前述排煤水出气井为中心向高标位煤层呈半圆形分布。

(9)前述(1)-(8)步骤结束后，前述注水出气井井底已经形成半掏穴状态，在步骤(7)的基础上继续向外辐射，再设置注水出气井，并同处于半掏穴状态的注水出气井对接，重复步骤(6)。依此类推，设置更多的注水出气井，并以前述排煤水出气井为中心呈网格状分布。

(10)为了加快产气速度，可以采用公知的煤体加热和气体替代方法，对剩余煤体进行采气处理。

本发明的有益效果如下：

本发明所采用的对接井水力运移卸压开采煤层气方法，克服了煤层松软、低渗、高瓦斯等特性给常规煤层气开采技术带来的不利影响；实现了此类煤矿瓦斯抽采达标、区域消突，为煤矿安全、高效生产服务；为全国大规模商业化开采松软、低渗、高瓦斯煤层提供技术支持。

附图说明

图1为本发明开采近水平煤层的地面井网布置图；

图2为本发明开采近水平煤层的煤层井网示意图；

图3为本发明开采倾斜煤层的地面井网布置图；

图4为本发明开采倾斜煤层的煤层井网布置图；

图5为图1和图3的A-A剖面图；

图6为图1和图3的B-B剖面图；

图中标记为：1：排煤水出气井；2：地面；3：煤层；4：洞穴；5：注水出气井；6：卸压空间。

图中实线箭头为水流方向；虚线箭头为气流方向。

具体实施方式

本发明以下将结合一个实施例(附图)作进一步描述：

如图5、图6所示，本发明的对接井水力运移卸压开采煤层气方法，包括排煤水出气井1、洞穴4、注水出气井5、卸压空间6。具体实施步骤如下：

(1)设置排煤水出气井1。该井由地面2钻进至煤层3或煤层3以下，用于收集煤水混合物和集中排出煤水混合物，同时采集煤层气。

(2)设置注水出气井5。该井由地面2钻进至煤层3；所述注水出气井5与所述排煤水出气井1保持适当距离。

(3)掏穴。采用已知的工具扩眼方式或流体冲击方式或爆炸方式等对所述排煤水出气井1井底周边煤体进行掏穴，进而在井底形成洞穴4，所述洞穴4越大越好。

(4)所述注水出气井5井口采用一种能够进水且能出气的封井装置。既能保证顺利注水，又能保证产出煤层气的地面回收。

(5)对接。所述注水出气井5与所述排煤水出气井1通过流体压差或机械钻进方式，连通两井，实现对接。

(6)水力运移。所述注水出气井5连续注入水，水流冲刷两井间煤体，水力运移煤粉至排煤水出气井1，并通过机械排至地面，通过煤水运移，注水出气井5与排煤水出气井1形成卸压空间。

(7)气、水、煤分离。前述排煤水出气井井口设置气、煤、水分离装置，全面搜集产出的煤层气，同时将排出的煤水混合物进行煤水分离。处理后的清水注入前述注水出气井循环使用。

(8)前述(1)-(7)步骤结束后，再设置一个注水出气井，重复以上步骤(5)、(6)。依此类推，如果煤层是近水平煤层，设置多个注水出气井，并以前述排煤水出气井为中心向四周呈辐射状分布；如果煤层是倾斜煤层，设置多个注水出气井，并以前述排煤水出气井为中心向高标位煤层呈半圆形分布。

(9)前述(1)-(8)步骤结束后，前述注水出气井井底已经形成半掏穴状态，在步骤(7)的基础上继续向外辐射，再设置注水出气井，并同处于半掏穴状态的注水出气井对接，重复步骤(6)。依此类推，设置更多的注水出气井，并以前述排煤水出气井为中心呈网格状分布。

(10)为了加快产气速度，可以采用公知的煤体加热和气体替代方法，对剩余煤体进行采气处理。

应当说明的是，所述排煤水出气井1和注水出气井5的钻井方式视地质条件而定，可垂直、可倾斜、可弯曲等；洞穴4的掏穴方式不固定，越大越好。以上均在本发明的权利要求范围之列。

Claims (2)

1.对接井水力运移卸压开采煤层气方法，包括以下几个步骤，其特征在于：

步骤设置排煤水出气井(1)：该井由地面(2)钻进至煤层(3)或煤层以下，用于收集煤水混合物、安装排水装备并集中排出煤水混合物，同时采集煤层气；

步骤2，设置注水出气井(5)：该井由地面(2)钻进至煤层(3)，注水出气井(5)与排煤水出气井(1)保持适当距离；

步骤3，掏穴：采用已知的工具扩眼方式或流体冲击方式或爆炸方式等对排煤水出气井(1)井底周边煤体进行掏穴，进而在井底形成洞穴(4)，洞穴(4)越大越好；

步骤4，注水出气井(5)井口采用一种能够进水且能出气的封井装置，既能保证顺利注水，又能保证产出煤层气的地面回收；

步骤5，对接：注水出气井(5)与排煤水出气井(1)通过流体压差或机械钻进方式，连通两井，实现对接；

步骤6，水力运移：注水出气井(5)连续注入水，水流冲刷井间煤体，水力运移煤粉至排煤水出气井(1)，并通过机械排至地面，通过煤水运移，注水出气井(5)与排煤水出气井(1)形成卸压空间；

步骤7，气、水、煤分离：排煤水出气井(1)井口设置气、煤、水分离装置，全面搜集产出的煤层气，同时将排出的煤水混合物进行煤水分离，处理后的清水注入注水出气井(5)循环使用。

2.如权利要求1所述的对接井水力运移卸压开采煤层气方法，其特征在于：地面井网布置根据煤层的分布状态而定，开采近水平煤层时，以排煤水出气井(1)为中心向四周呈辐射状分布多个注水出气井(5)；开采倾斜煤层时，以排煤水出气井(1)为中心向高标位煤层呈半圆形分布多个注水出气井(5)；最终注水出气井(5)以排煤水出气井(1)为中心呈网格状分布。

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