CN112160738B - 一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法 - Google Patents

一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112160738B
CN112160738B CN202010987906.2A CN202010987906A CN112160738B CN 112160738 B CN112160738 B CN 112160738B CN 202010987906 A CN202010987906 A CN 202010987906A CN 112160738 B CN112160738 B CN 112160738B
Authority
CN
China
Prior art keywords
well
coal
layer
injection
pipeline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010987906.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112160738A (zh
Inventor
吴志强
张�杰
郭伟
杨伯伦
李明杰
魏进家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202010987906.2A priority Critical patent/CN112160738B/zh
Publication of CN112160738A publication Critical patent/CN112160738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112160738B publication Critical patent/CN112160738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimizing the spacing of wells
    • E21B43/305—Specific pattern of wells, e.g. optimizing the spacing of wells comprising at least one inclined or horizontal well
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/14—Obtaining from a multiple-zone well
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/295—Gasification of minerals, e.g. for producing mixtures of combustible gases
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/2401—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity

Abstract

本发明公开一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法，包括：将煤炭储层划分为多个煤层厚度在0.5～5m之间的煤炭待开采层，在不同的煤炭待开采层布署布井模块。布井模块有双U形、三角形、四边形、六边形等形状。根据煤炭待开采层的厚度和面积在水平方向及竖直方向上布署多个布井模块进行煤炭地下原位热解。布井模块中的生产井和注入井的井管结构都为套管式，注入井第一通道用于输送热载体、第一环形空间用于输送压裂介质和支撑剂、第二环形空间用于放置保温层和电加热元件。本发明采用模块化布井方式，可以根据煤炭储层的厚度和面积大小，采用不同模块进行布井，灵活多变的布井方式能够使得煤炭开采面积最大化，其次，能够提高煤炭储层的加热效率。

Description

一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法
技术领域
本发明属于煤炭开采领域，具体涉及一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法。
背景技术
煤炭地下原位热解技术是指煤炭不经过开采，直接在地层通过载体进行热解反应，将热解后的油气产物导出地面并进行后续分离以及深加工。煤炭地下原位热解技术的优点在于安全环保、加热效率高、经济效益好。实现煤炭地下原位热解的关键在于选择一种合理的布井方式，通常煤炭储层中的煤层并不是连续的，煤层中间夹杂如粉砂层、粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩等岩石层。
而现有的煤炭地下气化以及油页岩原位热解相关领域采取的布井方式均为整体式布井，即在开采区域布署几个直通地面的加热井、注气井、生产井。这种布井方法并不能很好的对煤层进行加热，且很难对煤炭储层中不同厚度的煤层都加以开采，所以不适用于煤炭地下原位热解。目前，对于煤炭地下原位热解的研究相对较少，而布井方式的合理性和科学性对煤炭地下原位热解的升温效率和产物产率的提高至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提出一种煤炭地下原位热解的布井结构，以提高煤炭地下原位热解时的热解效率以及产物产率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种煤炭地下原位热解的布井结构，包括：若干布井模块；
每个布井模块包括一个生产井和至少两个注入井；注入井为L型，由注入井竖直段和两个或两个以上注入井水平段构成；
以生产井为中心，至少两个注入井的注入井竖直段围绕在生产井周围，且通过注入井水平段与生产井相连。
本发明进一步的改进在于：煤炭储层划分为多个煤炭待开采层；每个煤炭待开采层布置一个或者多个布井模块。
本发明进一步的改进在于：一个布井模块由两个注入井和一个生产井呈双U型布署。
本发明进一步的改进在于：布井模块的多个注入井竖直段成三角形、四边形或六边形布置。
本发明进一步的改进在于：每个煤炭待开采层的厚度为0.5～5m；注入井竖直段长度在0.5～5m之间，注入井水平段长度在10～100m之间，生产井的长度在0.5～5m之间，注入井竖直段和注入井水平段以及生产井孔径在300～500mm之间。
本发明进一步的改进在于：注入井竖直段与生产井间距在10～100m之间。
本发明进一步的改进在于：同一注入井的注入井水平段间距在1～5m之间。
本发明进一步的改进在于：注入井水平段，由两个倾斜管道和一个水平管道构成，倾斜管道与水平管道的夹角在15°～30°之间，倾斜管道与水平管道的长度均在4～40m之间。
将煤炭地下储层划分为多个煤炭待开采层，：每个煤炭待开采层的厚度为0.5～5m。在每个煤炭待开采层至少布置一个布井模块，也可布置两个及两个以上布井模块。
一个布井模块至少由两个注入井和一个生产井构成，注入井竖直段长度在0.5～5m之间，水平段长度在10～100m之间，生产井的长度在0.5～5m之间，注入井竖直段和水平段以及生产井孔径在300～500mm之间。
一个布井模块也可按照以下几种方式进行布署：①以生产井为中心，三个注入井竖直段按照三角形的形式进行排列，注入井竖直段与生产井间距在10～100m之间，且通过水平段与生产井进行连接。②以生产井为中心，四个注入井竖直段按照四边形的形式进行排列，注入井竖直段与生产井间距在10～100m之间，且通过水平段与生产井进行连接。③以生产井为中心，六个注入井竖直段按照六边形的形式进行排列，注入井竖直段与生产井间距在10～100m之间，且通过水平段与生产井进行连接。
注入井水平段由2段或2段以上构成，同一注入井的不同水平段的间距在1～5m之间，而且，注入井水平段由两个倾斜管道和一个水平管道构成，倾斜管道与水平管道的夹角在15°～30°之间，倾斜管道与水平管道的长度均在4～40m之间。
在竖直方向上，如果相邻的煤炭待开采层为连续的，中间没有砂岩层，那么煤炭待开采层之间的布井模块可直接相连。如果相邻的煤炭待开采层为不连续的，中间由砂岩层等，那么煤炭待开采层之间的布井模块通过连接管井进行连接。
注入井竖直段和注入井水平段为套管式，由三个圆环管道嵌套形成，第一层管道的孔径在50～150mm之间，第一层管道的内部即为第一通道，第二层管道的孔径在200～400mm之间，第二层管道与第一层管道之间构成第一环形空间，第三层管道的孔径在300～500mm之间，第三层管道与第二层管道之间构成第二环形空间。
生产井为套管式，由两个圆环管道嵌套形成，第一层管道的孔径在100～300mm之间，第一层管道的内部即为第一通道，第二层管道的孔径在300～500mm之间，第二层管道与第一层管道之间构成第一环形空间。
注入井的第二环形空间中有孔道用于压裂介质压裂煤层，在煤层中形成裂隙。
注入井由竖直段和水平段构成。注入井为套管式，在最外层的第二环形空间中靠近煤层的一侧设有电加热装置以及孔道用于向煤炭待开采层通入支撑剂或压裂介质等，远离煤层的一侧设有保温介质。注入井的第一通道用于热载体的输送，且其中设有两个或两个以上催化剂模块，每个催化剂模块相距0.5～2m。注入井内的第一环形空间先用于压裂介质以及支撑剂的输送，支撑剂在煤炭待开采层铺设完毕后，第一环形空间也可以用于热载体的输送。
注入井水平段的第一环形空间处设有两个单向阀，防止支撑剂或压裂介质进入生产井。
生产井为竖直井，在生产井最外层的第一环形空间中设有电加热元件。此外，第一环形空间中设有孔道，在煤炭热解产物采出时用于向第一通道输送产物进行采出，第一通道中设有两个或两个以上催化剂模块，每个催化剂模块相距0.5～2m。催化剂模块对热解产物进行调质。
在竖直方向上，如果相邻的煤炭待开采层为连续的，中间没有砂岩层，那么煤炭待开采层之间的布井模块可直接相连。如果相邻的煤炭待开采层为不连续的，中间由砂岩层等，那么煤炭待开采层之间的布井模块通过连接管井进行连接。
用于连接注入井的连接管井结构为套管式，由三个圆环管道嵌套形成，第一层管道的孔径在50～150mm之间，第一层管道的内部即为第一通道，第二层管道的孔径在200～400mm之间，第二层管道与第一层管道之间构成第一环形空间，第三层管道的孔径在300～500mm之间，第三层管道与第二层管道之间构成第二环形空间。
用于连接生产井的连接管井结构也为套管式，由两个圆环管道嵌套形成，第一层管道的孔径在100～300mm之间，第一层管道的内部即为第一通道，第二层管道的孔径在300～500mm之间，第二层管道与第一层管道之间构成第一环形空间。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明采用模块化布井方式，可以根据煤炭储层的厚度和面积大小，采用不同模块进行布井，灵活多变的布井方式能够使得煤炭开采面积最大化，其次，能够提高煤炭储层的加热效率，使煤层温度保持在热解温度范围内。
附图说明
图1是本发明涉及的双U型布井模块在煤炭待开采层中的布署结构示意图；
图2是本发明涉及的其他布井模块形式的立体图和平面图；其中图2(a)为三角形布置立体图；图2(b)为四边形布置立体图；图2(c)为六边形布置立体图；图2(d)为三角形布置平体图；图2(e)为四边形布置平体图；图2(f)为六边形布置平体图；
图3是本发明涉及的布井模块在竖直方向上的布署结构示意图；其中图3(a)为布置简图；
图3(b)为布井模块在煤层中的布置结构图；
图4是本发明涉及的布井模块在水平方向上的布署结构示意图；其中图4(a)为U形布置平面图；图4(b)为三角形布置平面图；图4(c)为四边形布置平面图；图4(d)为六边形布置平面图；
图5是本发明涉及的注入井其他形式示意图。
图6是本发明涉及的生产井、注入井竖直段、注入井水平段、连接管井的剖视图及截面图；其中，图6(a)和图6(b)分别为生产井的剖视图和截面图；图6(c)和图6(d)分别为注入井竖直段的剖视图和截面图；图6(e)和图6(f)分别为注入井水平段的剖视图和截面图；图6(g)和图6(h)分别为注入井连接管井的剖视图和截面图；图6(i)和图6(j)分别为生产井连接管井的剖视图和截面图。
附图标记说明：1、煤层顶板；2、注入井竖直段；3、煤层；4、煤层裂隙；5、注入井水平段；6、煤层底板；7、注入井水平段；8、生产井；9、注入井竖直段；10、砂岩层；11、注入井连接管井；12、生产井连接管井。
图6中：13、电加热元件；14、孔道；15、催化剂模块；16、第一封隔器；17、第一通道；18、第一环形空间；19、保温层；20、孔道；21、催化剂模块；22、第二封隔器；23、第三封隔器；24、第一通道；25、第一环形空间；26、第二环形空间；27、单向阀；28、第四封隔器29、电加热元件；30、保温层；31、第一通道；32、第一环形空间；33、第二环形空间；34、保温层；35、第一通道；36、第一环形空间；37、第二环形空间；38、保温层；39、第一通道；40、第一环形空间。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
请参阅图1至图6所示，本发明一种煤炭地下原位热解的布井结构，根据煤炭储层的待开采层的数量进行布井模块的布署，其中，在每个煤炭待开采层布署一个、两个或两个以上布井模块，布井模块的数量和形式根据煤层的深度及储层厚度确定。
每个布井模块包括一个生产井8和至少两个注入井；注入井为L型，由注入井竖直段(2、9)和两个或两个以上注入井水平段(5、7)构成。注入井通过注入井水平段连通生产井。
请参阅图1所示，一个布井模块一般由两个注入井和一个生产井呈双U型布署，也可以按照以下方式进行布置：以生产井为中心，两个及两个以上注入井竖直段围绕在生产井周围，且通过注入井水平段与生产井相连；如果煤炭储层可划分为多个煤炭待开采层，则可根据每个煤炭待开采层的型式布置如三角形(图2(a))、四边形(图2(b))、六边形(图2(c))等不同型式的布井模块。
请参阅图6所示，生产井8由第一通道17和第一环形空间18构成；生产井为套管式，由两个圆环管道嵌套形成，第一层管道的孔径在100～300mm之间，第一层管道的内部即为第一通道17，第二层管道的孔径在300～500mm之间，第二层管道与第一层管道之间构成第一环形空间18。第一环形空间底部设有第一封隔器16，将第一环形空间18与第一通道17分隔开。第一环形空间18中布置着电加热元件13；其次，第一环形空间18中布置若干孔道14，煤层热解完成后的热解产物由孔道进入第一通道17，经过第一通道17中的催化剂模块15催化调质后进行采出。
注入井竖直段2，由三个圆环管道嵌套形成，第一层管道的孔径在50～150mm之间，第一层管道的内部即为第一通道24，第二层管道的孔径在200～400mm之间，第二层管道与第一层管道之间构成第一环形空间25，第三层管道的孔径在300～500mm之间，第三层管道与第二层管道之间构成第二环形空间26。第一环形空间和第二环形空间底部分别设有第二封隔器22和第三封隔器23将第一环形空间、第二环形空间以及第一通道分隔开。
注入井水平段5与注入井竖直段2结构一致，第一环形空间32和第二环形空间33底部分别设有单向阀27和第四封隔器28将第一环形空间、第二环形空间以及第一通道31分隔开。
注入井在最外层的第二环形空间26中靠近煤层的一侧设有电加热装置以及孔道20用于向煤炭待开采层通入支撑剂或压裂介质等，远离煤层的一侧设有保温层19。注入井的第一通道用于热载体的输送，且其中设有两个或两个以上催化剂模21块，每个催化剂模块相距0.5～2m。注入井内的第一环形空间先用于压裂介质以及支撑剂的输送，支撑剂在煤炭待开采层铺设完毕后，第一环形空间也可以用于热载体的输送。
用于连接注入井的连接管井结构为套管式，由三个圆环管道嵌套形成，第一层管道的孔径在50～150mm之间，第一层管道的内部即为第一通道，第二层管道的孔径在200～400mm之间，第二层管道与第一层管道之间构成第一环形空间，第三层管道的孔径在300～500mm之间，第三层管道与第二层管道之间构成第二环形空间。第三环形空间中设有保温层，第一环形空间用于压裂介质、支撑剂以及热载体的输送。
用于连接生产井的连接管井结构也为套管式，由两个圆环管道嵌套形成，第一层管道的孔径在100～300mm之间，第一层管道的内部即为第一通道，第二层管道的孔径在300～500mm之间，第二层管道与第一层管道之间构成第一环形空间。第一环形空间中设有保温层，第一通道用于热解产物的输送。
实施例1：采用图1所示的双U形布井方式，其构建方法包括：
(1)对煤层3进行探测，将煤层3划分为多个煤炭待开采层。
(2)从煤层顶板1向最深处的煤层底板6钻井，先在最深处的煤层3布署一个双U形布井模块。此布井模块包含两个注入井和一个生产井8，其中，注入井竖直段2、9长度在0.5～5m之间，水平段长度5、7在10～100m之间，生产井8的长度在0.5～5m之间，注入井竖直段和水平段以及生产井孔径在300～500mm之间。注入井水平段由两个倾斜管道和一个水平管道构成，倾斜管道与水平管道的夹角在15°～30°之间，倾斜管道与水平管道的长度均在4～40m之间。
(3)在最深处的煤炭待开采层布署好第一个布井模块后，如图4(a)所示，在水平方向上，横向布署新的布井模块，以生产井为中心，两个布井模块的间距在30～300m之间；纵向布署新的布井模块，以生产井为中心，两个布井模块的间距在20～100m之间。
(4)在最深处的煤炭待开采层部署好布井模块后，开始从下往上布署新的布井模块，如果不同煤炭待开采层之间没有砂岩层10，则如图3(a)所示，在最下层的布井模块上直接布署新的布井模块，如果不同煤炭待开采层之间有砂岩层10，则如图3(b)所示，在砂岩层之间布署注入井连接管井11以及生产井连接管井12，使不同煤炭待开采层之间的布井模块相连。竖直方向相连的布井模块，除最底层的布井模块外，其他布井模块的注入井竖直段要打开各自的第二封隔器，确保布井模块管道贯通。
(5)布井完成后，通过注入井的第一环形空间从最上层的布井模块往地下的布井模块输送压裂介质，然后压裂介质通过孔道流出用于压裂煤层，先在最下层布井模块所在煤层中形成煤层裂隙4，然后从下至上逐渐关闭各个布井模块中注入井的第一环形空间中的第二封隔器，使得压裂介质在每个煤炭待开采层都压裂煤层形成裂隙。
(6)煤炭待开采层中形成裂隙后，从上至下逐渐打开各个布井模块中注入井的第一环形空间中的第二封隔器，然后通过注入井第一环形空间从最上层的布井模块往地下的布井模块输送支撑剂，支撑剂通过孔道在最下层的煤层裂隙中布署完成后，再从下至上逐渐关闭各个布井模块中注入井的第一环形空间中的第二封隔器，使得支撑剂在每个煤炭待开采层都进行布署。
(7)支撑剂布署完成后，先从上至下逐渐打开各个布井模块中注入井的第一环形空间中的第二封隔器，通过注入井从最上层的布井模块往地下的布井模块输送热载体，对各个煤炭待开采层进行热解。
(8)热载体输送完毕后，封闭生产井以及注入井3～5天或更长时间，封井时通过各个布井模块中的生产井的第一环形空间以及注入井的第二环形空间中的电加热元件进行加热，确保煤炭待开采层温度维持在煤炭热解温度范围内。
(9)热解初步完成后，打开各个布井模块的生产井进行热解产物的收集，打开注入井将热载体以及热解气相产物送入地下煤层，对煤层进行加热催化。
(10)重复步骤(7)～(9)，直至煤炭储层被完全开采。
实施例2：采用图2(a)所示的三角形布井方式，其构建方法包括：
(1)对煤层3进行探测，将储层划分为多个煤炭待开采层。
(2)从煤层顶板向最深处的煤炭待开采层钻井，先在最深处的煤炭待开采层布署三角形布井模块。此布井模块包含三个注入井和一个生产井8，其中，注入井竖直段2长度在0.5～5m之间，水平段长度在10～100m之间，生产井的长度在0.5～5m之间，注入井竖直段和水平段以及生产井孔径在300～500mm之间。注入井水平段由两个倾斜管道和一个水平管道构成，倾斜管道与水平管道的夹角在15°～30°之间，倾斜管道与水平管道的长度均在4～40m之间。
(3)在最深处的煤炭待开采层布署好第一个布井模块后，如图4(b)所示，在水平方向上，横向布署新的布井模块，以生产井为中心，两个布井模块的间距在30～300m之间；纵向布署新的布井模块，以生产井为中心，两个布井模块的间距在20～100m之间。
步骤(4)～步骤(10)与实施例1相同。
实施例3：采用图2(b)所示的四边形布井方式，其构建方法包括：
(1)对煤层3进行探测，将储层划分为多个煤炭待开采层。
(2)从煤层顶板向最深处的煤炭待开采层钻井，先在最深处的煤炭待开采层布署四边形布井模块。此布井模块包含四个注入井和一个生产井，其中，注入井竖直段长度在0.5～5m之间，水平段长度在10～100m之间，生产井的长度在0.5～5m之间，注入井竖直段和水平段以及生产井孔径在300～500mm之间。注入井水平段由两个倾斜管道和一个水平管道构成，倾斜管道与水平管道的夹角在15°～30°之间，倾斜管道与水平管道的长度均在4～40m之间。
(3)在最深处的煤炭待开采层布署好第一个布井模块后，如图4(c)所示，在水平方向上，横向布署新的布井模块，以生产井为中心，两个布井模块的间距在30～300m之间；纵向布署新的布井模块，以生产井为中心，两个布井模块的间距在20～100m之间。
步骤(4)～步骤(10)与实施例1相同。
实施例4：采用图2(c)所示的六边形布井方式，其构建方法包括：
(1)对煤层3进行探测，将储层划分为多个煤炭待开采层。
(2)从煤层顶板向最深处的煤炭待开采层钻井，先在最深处的煤炭待开采层布署六边形布井模块。此布井模块包含六个注入井和一个生产井，其中，注入井竖直段长度在0.5～5m之间，水平段长度在10～100m之间，生产井的长度在0.5～5m之间，注入井竖直段和水平段以及生产井孔径在300～500mm之间。注入井水平段由两个倾斜管道和一个水平管道构成，倾斜管道与水平管道的夹角在15°～30°之间，倾斜管道与水平管道的长度均在4～40m之间。
(3)在最深处的煤炭待开采层布署好第一个布井模块后，如图4(d)所示，在水平方向上，横向布署新的布井模块，以生产井为中心，两个布井模块的间距在30～300m之间；纵向布署新的布井模块，以生产井为中心，两个布井模块的间距在20～100m之间。
步骤(4)～步骤(10)与实施例1相同。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (5)

1.一种煤炭地下原位热解的布井结构，其特征在于，包括：若干布井模块；
布井模块部署方式：煤炭储层划分为多个煤炭待开采层；每个煤炭待开采层的厚度为0.5～5m；每个煤炭待开采层布置一个或者多个布井模块；煤炭待开采层之间的布井模块通过连接管井进行连接；
布井模块构成：每个布井模块包括一个生产井和至少两个注入井；注入井为L型，由注入井竖直段和两个或两个以上注入井水平段构成；以生产井为中心，至少两个注入井的注入井竖直段围绕在生产井周围，且通过注入井水平段与生产井相连；注入井水平段，由两个倾斜管道和一个水平管道构成，倾斜管道与水平管道的夹角在15°～30°之间，倾斜管道与水平管道的长度均在4～40m之间；注入井竖直段长度在0.5～5m之间，注入井水平段长度在10～100m之间，生产井的长度在0.5～5m之间，注入井竖直段和注入井水平段以及生产井孔径在300～500mm之间；
注入井井管结构：注入井竖直段和注入井水平段为套管式，由三个圆环管道嵌套形成，第一层注入井管道的孔径在50～150mm之间，第一层注入井管道的内部为第一注入井通道，第一注入井通道用于热载体的输送，且其中设有两个或两个以上催化剂模块；第二层注入井管道的孔径在200～400mm之间，第二层注入井管道与第一层注入井管道之间构成注入井第一环形空间，注入井内的第一环形空间先用于压裂介质以及支撑剂的输送，支撑剂在煤炭待开采层铺设完毕后，第一环形空间能够用于热载体的输送；第三层注入井管道的孔径在300～500mm之间，第三层注入井管道与第二层注入井管道之间构成注入井第二环形空间；注入井第二环形空间中靠近煤层的一侧设有电加热装置以及孔道，用于向煤炭待开采层通入支撑剂或压裂介质；远离煤层的一侧设有保温介质；
生产井井管结构：生产井为套管式，由两个圆环管道嵌套形成，第一层生产井管道的孔径在100～300mm之间，第一层生产井管道的内部为第一生产井通道，生产井第一生产通道用于热解产物的采出，且其中设有两个或两个以上催化剂模块，用于热解产物催化调质；第二层生产井管道的孔径在300～500mm之间，第二层生产井管道与第一层生产井管道之间构成生产井第一环形空间。
2.根据权利要求1所述的一种煤炭地下原位热解的布井结构，其特征在于，一个布井模块由两个注入井和一个生产井呈双U型布署。
3.根据权利要求1所述的一种煤炭地下原位热解的布井结构，其特征在于，布井模块的多个注入井竖直段成三角形、四边形或六边形布置。
4.根据权利要求1所述的一种煤炭地下原位热解的布井结构，其特征在于，注入井竖直段与生产井间距在10～100m之间。
5.根据权利要求1所述的一种煤炭地下原位热解的布井结构，其特征在于，同一注入井的注入井水平段间距在1～5m之间。
CN202010987906.2A 2020-09-18 2020-09-18 一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法 Active CN112160738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010987906.2A CN112160738B (zh) 2020-09-18 2020-09-18 一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010987906.2A CN112160738B (zh) 2020-09-18 2020-09-18 一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112160738A CN112160738A (zh) 2021-01-01
CN112160738B true CN112160738B (zh) 2021-12-28

Family

ID=73862484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010987906.2A Active CN112160738B (zh) 2020-09-18 2020-09-18 一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112160738B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113738325B (zh) * 2021-07-30 2022-05-20 西安交通大学 一种富油煤原位热解与碳捕集耦合的系统
CN114016990A (zh) * 2021-11-04 2022-02-08 西安交通大学 一种富油煤地下电加热直接提油及余热利用系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108756846A (zh) * 2018-07-19 2018-11-06 李勇 由多层u型对接井组构成的煤炭地下气化通道及气化方法
CN208564527U (zh) * 2018-07-19 2019-03-01 李勇 一种多方位u型对接井构建的煤地下气化炉

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6991032B2 (en) * 2001-04-24 2006-01-31 Shell Oil Company In situ thermal processing of an oil shale formation using a pattern of heat sources
US7467660B2 (en) * 2005-03-31 2008-12-23 Hce, Llc Pumped carbon mining methane production process
RU2008145876A (ru) * 2006-04-21 2010-05-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (NL) Нагреватели с ограничением температуры, в которых используется фазовое преобразование ферромагнитного материала
CA2552482C (en) * 2006-07-19 2015-02-24 N-Solv Corporation Methods and apparatuses for enhanced in situ hydrocarbon production
CN103998710B (zh) * 2011-12-15 2017-03-01 领潮能源有限公司 煤炭地下气化通道
CN102606128B (zh) * 2011-12-29 2015-03-18 新奥气化采煤有限公司 油页岩开采方法及装置
TW201500635A (zh) * 2013-03-08 2015-01-01 Exxonmobil Upstream Res Co 處理廢氣以供用於提高油回收
CN104141479B (zh) * 2013-05-09 2016-08-17 中国石油化工股份有限公司 一种碳酸盐岩稠油油藏的热采方法及其应用
CN104653166B (zh) * 2014-12-24 2019-02-12 新奥科技发展有限公司 煤炭地下气化过程中汇水量控制方法及煤炭地下气化方法
RU2722912C1 (ru) * 2016-08-24 2020-06-04 Чжунвей (Шанхай) Энерджи Текнолоджи Ко. Лтд Устройство газоотводящей скважины для подземной газификации угля и его применение
CN206174945U (zh) * 2016-11-15 2017-05-17 山西页岩气有限公司 三气共采三分枝u型井多点井网开采系统
CN106522914B (zh) * 2016-11-18 2019-02-12 中为（上海）化学有限公司 用于煤炭地下气化工艺的地下气化炉停车及燃空区复原处理方法
CN106703752B (zh) * 2016-12-03 2019-04-19 吉林大学 一种用于油页岩地下原位开采的体系封闭方法
CA2960997A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-16 1304342 Alberta Ltd. Coal bed methane extraction and carbon capture
RU2678246C1 (ru) * 2017-07-25 2019-01-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук Способ подземной газификации угля в условиях криолитозоны
CN107542440A (zh) * 2017-10-23 2018-01-05 大庆东油睿佳石油科技有限公司 一种u型井微波加热开采天然气水合物的方法
CN108086957A (zh) * 2017-12-23 2018-05-29 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司 一种双煤层u型煤层气井施工的方法
CN208534475U (zh) * 2018-05-31 2019-02-22 山东省煤田地质局第二勘探队 一种方便固定多类型u管井结构

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108756846A (zh) * 2018-07-19 2018-11-06 李勇 由多层u型对接井组构成的煤炭地下气化通道及气化方法
CN208564527U (zh) * 2018-07-19 2019-03-01 李勇 一种多方位u型对接井构建的煤地下气化炉

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
页岩油气及煤层气开采技术与环境现状及存在问题;刘剑;《科学技术与工程》;20171028;第17卷(第30期);参见第2-3页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112160738A (zh) 2021-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111520119B (zh) 大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法
CN112160738B (zh) 一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法
CN1676870B (zh) 对流加热油页岩开采油气的方法
US3223158A (en) In situ retorting of oil shale
US11326436B2 (en) Enhanced wellbore design and methods
CN101855421A (zh) 利用多分支井注入热流体
CA2864992A1 (en) Fluid injection in light tight oil reservoirs
CN103154426A (zh) 使用滑动套阀组件进行多层生产井完井的方法
RU2436943C1 (ru) Способ добычи высоковязкой нефти из наклонно направленной скважины методом циклической закачки пара в пласт
CN112177579B (zh) 一种富油煤原位热解的煤层对流加热系统及方法
CN114458264B (zh) 油页岩原位开采反应区控制系统及工艺方法
CN102493795A (zh) 液化氮气在油气层内气化压裂方法
CN105672978A (zh) 一种平移式五点水平井立体井网布井方法
CN104563874A (zh) 地下气化固井方法、井结构
RU2305758C1 (ru) Способ разработки залежей нефти
US20150096748A1 (en) Systems and methods for enhancing steam distribution and production in sagd operations
CN108756884A (zh) 煤矿坚硬顶板全工作面地面提前消突方法
CN108756839A (zh) 油页岩隔热增效原位转化方法及系统
CN112253065B (zh) 致密储层油页岩原位开采湍流效应工艺施工系统及方法
CN106014475A (zh) 一种高瓦斯煤层群倾向定向钻孔簇及瓦斯抽采方法
US10494909B2 (en) System and method for electrically selectable dry fracture shale energy extraction
CN112983371A (zh) 水平井同井缝间热流体及热流体耦合催化剂开采油页岩的方法
CN114320237B (zh) 一种新型复合煤成气藏煤层气多层合采方法
CN112796730B (zh) 一种多水平跨采区地面钻井井网布设方法
CN202325457U (zh) 安置可控阀的裸眼分段压裂完井管柱及液控开关管柱

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant