CN102900411A - 一种煤储层的生物增透方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤储层的生物增透方法，依次包括以下步骤：（1）选择中低阶煤储层；（2）通过钻井或者其它方式形成向煤层注入液体的通道；（3）选择并培养适宜厌氧环境且能有效利用煤的微生物菌种；（4）通过水力压裂或者其它方式把含有微生物菌种的营养液注入煤储层；（5）根据煤阶不同，确定关井时间；（6）按照常规煤层气井排采或瓦斯抽采工序组织后续生产；（7）效果检验。煤储层增透技术是煤层气资源开发和煤矿瓦斯治理的关键环节，本发明针对中低煤阶储层提出了一种利用生物技术增透工艺，通过微生物对煤的降解，达到增加煤储层渗透性的目的，为提高煤层气资源开发和煤矿瓦斯抽采有重要意义。

Description

一种煤储层的生物增透方法
技术领域
本发明属于煤矿生产技术领域，具体涉及一种利用微生物提高中低阶煤储层渗透率的煤储层的生物增透方法。
背景技术
目前，人们对某些特定的微生物利用煤作为原料转化为生物成因甲烷已经达成共识，即在中低煤阶煤煤储层中，只要温度、压力、pH值、Eh值、矿化度和营养物质满足微生物的生长要求，完全可以把煤转化为甲烷为主的气体，微生物对煤的转化将获得持续的煤层气资源。美国粉河盆地目前采出的煤层气总量远远高于勘探阶段发现的资源总量，表明微生物作用产生的煤层气资源不可忽视。中国淮南和霍州矿区存在二氧化碳还原成因的次生生物气，其资源份额占20%左右。可以说几乎所有的低煤阶盆地，或多或少都有微生物成因的甲烷存在。
煤储层渗透率是煤层气开发和煤矿瓦斯治理的关键参数，迄今为止煤储层主要通过纯粹的物理手段进行增透，比如水力压裂、裸眼洞穴，保护层开采、本煤层松动爆破、水力割缝和水力掏槽等措施，但煤储层渗透率偏低依然是煤层气开发和煤矿瓦斯抽采的瓶颈，尤其是碎裂煤和糜棱煤特低渗现状仍然困扰着瓦斯抽采与煤层气产业发展。生物化学作用可以对煤进行部分降解，也即是通过微生物“吃掉”煤转化为生物甲烷或其它小分子有机物，显著提高煤储层的裂隙数量、宽度及其连通性，且煤颗粒越小微生物利用煤进行代谢速度越快，这对特低渗的碎粒煤和糜棱煤来说有重要价值，煤储层的生物增透技术对提高煤层气井日产量和总产量以及煤矿瓦斯抽采效果有重要意义。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种煤储层的生物增透方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种煤储层的生物增透方法，依次包括以下步骤，
（1）、选择镜质组反射率R o,max＜1.60%的中低阶煤储层；
（2）、通过钻井或者其它方式形成向煤层注入液体的通道；
（3）、选择并培养适宜厌氧环境且能有效利用煤的微生物菌种；
（4）、通过水力压裂或者其它方式把含有微生物菌种的营养液注入煤储层；
（5）、根据煤阶不同，确定关井时间的基本原则：反射率R o,max=1.00%~1.60%的煤储层关井时间不低于3个月，R o,max＜1.00%的煤储层关井不低于1个月；
（6）、按照常规煤层气井排采或瓦斯抽采工序组织后续生产；
（7）、效果检验：把没有采用微生物增透且条件相同的煤层气井作为参照，对比增透后煤层气井的日产量、产气总量及其他指标。
所述的步骤（3）微生物菌种为发酵菌或产甲烷菌，微生物菌种利用煤作为原料，即微生物吃掉煤转化为甲烷和其它易溶的小分子有机物。
所述步骤（4）中微生物菌种注入煤层的方式是伴随着地面煤层气井水力压裂或者裸眼洞穴，或者采用煤矿井下水力化措施，或者专门为注入微生物菌种而进行施工。
所述煤矿井下水力化措施包括水力割缝或水力掏槽。
所述步骤（5）在关井期间，通过注入通道向煤储层补注微生物菌种的营养液，每次补注的时间间隔为10 ~15天。
所述步骤（7）中在煤矿井下进行效果检验时，对比与相邻钻孔对比瓦斯抽采浓度、抽采量及其他指标。
采用上述技术方案，微生物菌种的营养液注入煤储层后关井，通过微生物化学作用对煤进行部分降解，转化为生物甲烷和其它易溶的小分子有机物，在提高煤层气资源量的同时增加了煤储层的孔隙度和裂隙连通性，实现提高煤储层渗透率的目标。煤储层增透技术是煤层气资源开发和煤矿瓦斯治理的关键环节，本发明针对中低煤阶储层提出了一种利用生物技术增透工艺，通过微生物对煤的降解，达到增加煤储层渗透性的目的，为提高煤层气资源开发和煤矿瓦斯抽采有重要意义。
本发明主要针对镜质组反射率R o,max＜1.60%的中低阶煤储层，将含有微生物菌种的营养液注入煤储层，微生物把煤作为原料，通过生物化学作用对煤进行降解，把一部分煤转化为生物甲烷，不但提高了煤层气的资源量，同时还能提高煤储层的裂隙数量、宽度和连通程度，提升煤储层的透气性，突破传统煤储层仅靠物理手段增透的局限性，为低渗煤储层的煤层气资源开采和瓦斯治理提供了一种增透技术。
具体实施方式
本发明的一种煤储层的生物增透方法，依次包括以下步骤，
（1）、选择镜质组反射率R o,max＜1.60%的中低阶煤储层；
（2）、通过地面钻井或者煤矿井下打钻形成向煤层注入液体的通道；
（3）、选择并培养适宜厌氧环境且能有效利用煤的微生物菌种；
（4）、通过水力压裂或者煤层注水把含有微生物菌种的营养液注入煤储层；
（5）、根据煤阶不同，确定关井时间的基本原则：反射率R o,max=1.3%（肥煤）的煤储层关井时间不低于4个月，R o,max=0.5%（长焰煤）的煤储层关井不低于2个月；
（6）、按照常规煤层气井排采或瓦斯抽采工序组织后续生产；
（7）、效果检验：把没有采用微生物增透且条件相同的煤层气井作为参照，对比增透后煤层气井的日产量、产气总量及其他指标；若在煤矿井下可以与相邻钻孔对比瓦斯抽采浓度、抽采量及其他指标。
步骤（3）微生物菌种为发酵菌或产甲烷菌，微生物菌种利用煤作为原料，即微生物吃掉煤转化为甲烷和其它易溶的小分子有机物。
步骤（4）中微生物菌种注入煤层的方式是伴随着地面煤层气井水力压裂或者裸眼洞穴，或者采用煤矿井下水力化措施，煤矿井下水力化措施包括水力割缝或水力掏槽等措施，或者专门为注入微生物菌种而进行施工。
步骤（5）在关井期间，可以选择补注微生物菌种的营养液，每次补注的时间间隔为12天。
下面列举一个具体实施例：
（1）、选择褐煤储层；（2）、通过地面钻井形成向煤层注入液体的通道，并设置微生物营养液输送到煤层的注入装置；（3）通过注入装置把富集的产甲烷菌与营养液混合后注入煤层；（4）关井一个月左右；（5）关井后每隔10天注入一次营养液；（6）效果检验，在距离微生物输送通道一定长度的地方进行地面煤层气开采，在相同条件下对比煤层气井的日产量和总产气量的变化。如果证实采取微生物注入可以提高煤层气的日产量和总产气量，就说明微生物可以降解煤，把一部分煤转化为生物甲烷，不但增加了煤层气资源量还提高了煤储层渗透率。

Claims (6)

1.一种煤储层的生物增透方法，其特征在于：依次包括以下步骤，
（1）、选择镜质组反射率R o,max＜1.60%的中低阶煤储层；
（2）、通过钻井或者其它方式形成向煤层注入液体的通道；
（3）、选择并培养适宜厌氧环境且能有效利用煤的微生物菌种；
（4）、通过水力压裂或者其它方式把含有微生物菌种的营养液注入煤储层；
（5）、根据煤阶不同，确定关井时间的基本原则：反射率R o,max=1.00%~1.60%的煤储层关井时间不低于3个月，R o,max＜1.00%的煤储层关井不低于1个月；
（6）、按照常规煤层气井排采或瓦斯抽采工序组织后续生产；
（7）、效果检验：把没有采用微生物增透且条件相同的煤层气井作为参照，对比增透后煤层气井的日产量、产气总量及其他指标。
2.根据权利要求1所述的煤储层的生物增透方法，其特征在于：所述的步骤（3）微生物菌种为发酵菌或产甲烷菌，微生物菌种利用煤作为原料，即微生物吃掉煤转化为甲烷和其它易溶的小分子有机物。
3.根据权利要求1所述的煤储层的生物增透方法，其特征在于：所述步骤（4）中微生物菌种注入煤层的方式是伴随着地面煤层气井水力压裂或者裸眼洞穴，或者采用煤矿井下水力化措施，或者专门为注入微生物菌种而进行施工。
4.根据权利要求3所述的煤储层的生物增透方法，其特征在于：所述煤矿井下水力化措施包括水力割缝或水力掏槽。
5.根据权利要求1所述的煤储层的生物增透方法，其特征在于：所述步骤（5）在关井期间，通过注入通道向煤储层补注微生物菌种的营养液，每次补注的时间间隔为10 ~15天。
6.根据权利要求1所述的煤储层的生物增透方法，其特征在于：所述步骤（7）中在煤矿井下进行效果检验时，对比与相邻钻孔对比瓦斯抽采浓度、抽采量及其他指标。
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