煤层气开采方法技术

本发明专利技术实施例的煤层气开采方法包括：向目标煤层钻设母孔，母孔贯穿目标煤层，在母孔的内壁上沿母孔的径向在目标煤层内开设分支孔，在母孔内安装具有保温功能的注入管，将注入管的一端送入目标煤层处，且注入管位于目标煤层的一端设有定压泄压阀，对母孔的孔口到目标煤层的顶板之间的部分进行封堵并养护，通过注入管向目标煤层内持续注入超临界二氧化碳，在以的母孔为中心，分支孔为半径影响控制的圆形区域外围钻设抽采井，在超临界二氧化碳注入目标煤层2～3天后，使用抽采井开采煤层气。本发明专利技术实施例的煤层气开采方法向深部煤层大范围的注入超临界二氧化碳流体，对煤层气进行驱替，与煤层气富集区域周围布置的抽采井相互配合，高效开采深部煤层气。高效开采深部煤层气。高效开采深部煤层气。

【技术实现步骤摘要】
煤层气开采方法


[0001]本专利技术涉及煤层气开采
，尤其涉及一种煤层气开采方法。

技术介绍

[0002]我国煤层气资源丰富(2000m以浅探明储量约36.81万亿方，与常规天然气含量相当，位居世界第三)，约占世界总量的14％。但我国煤层气储层赋存环境复杂，属于欠饱和气藏，普遍具有厚度薄、渗透率低、含气量高的特点。近年来，通过采用CO2注入驱替增加煤气藏饱和度的煤层气开采方法得到人们的青睐，该方法既能够利用CO2高效置换、驱替煤层气储层中CH4的同时，还能够在深部不开采或废弃矿井煤层中实现CO2封存，具有保护环境和促进煤层气开发的双重功效。然而，大量的CO2驱替煤层气现场试验表明，当CO2注入单口井时，近井地带煤体吸附CO2产生的较大膨胀变形导致其渗透率降低，使得CO2很难持续注入煤层，现场驱替效果不理想。

技术实现思路

[0003]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0004]相关技术中，使用常规相态CO2注入单口井，靠近单口井地带的煤体吸附CO2产生的较大膨胀变形，导致CO2驱替煤层气的渗透率降低，使得CO2很难持续注入煤层，煤层气的驱替效果不理想。
[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本专利技术的实施例提出一种煤层气开采方法，将具有超强扩散、渗透的超临界二氧化碳流体通过多个分支孔注入煤层，驱替形成CH4富集区域，提高煤层气开采井的产量。
[0007]本专利技术实施例的煤层气开采方法包括：
[0008]在地面或巷道内向目标煤层钻设母孔，所述母孔贯穿所述目标煤层。
[0009]在所述母孔的内壁上沿所述母孔的径向在目标煤层内开设分支孔。
[0010]在所述母孔内安装具有保温功能的注入管，将所述注入管的一端送入所述目标煤层处，且所述注入管位于所述目标煤层的一端设有定压泄压阀。
[0011]对所述母孔的孔口到所述目标煤层的顶板之间的部分进行封堵并养护。
[0012]通过所述注入管向所述目标煤层内持续注入超临界二氧化碳。
[0013]在以所述的母孔为中心，分支孔为半径影响控制的圆形区域外围钻设抽采井，在所述超临界二氧化碳注入所述目标煤层2～3天后，使用所述抽采井开采煤层气。
[0014]本专利技术实施例的煤层气开采方法通过母孔结合多个分支孔向深部煤层大范围的注入超临界二氧化碳流体，对深埋储层内的煤层气进行驱替，与煤层气富集区域周围所布置的抽采井相互配合，高效开采深部煤层气。超临界二氧化碳在储层中与CH4和煤体发生相互作用，能将煤岩渗透率提高3
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4个数量级，提高超临界二氧化碳注入煤层的速率。多个分支孔的煤层形成一定的卸压缝网，为靠近母孔地带的煤体吸附超临界二氧化碳产生的膨胀
变形提供足够的空间。
[0015]在一些实施例中，对所述母孔的孔口到所述目标煤层的顶板之间的部分进行封堵的方法包括：
[0016]在所述母孔内安装井壁套管，所述井壁套管由所述母孔的孔口延伸至所述目标煤层的顶板。
[0017]在所述井壁套管的下端安装第一封孔器，所述注入管贯穿所述第一封孔器。
[0018]在所述井壁套管的上端安装第二封孔器，并在所述第二封孔器上预设注浆管和返排管。
[0019]通过所述注浆管向所述井壁套管内注浆并形成封孔段，所述井壁套管内的空气通过所述返排管排出。
[0020]在一些实施例中，所述注浆管位于所述井壁套管内的一端邻近所述第二封孔器，所述返排管位于所述井壁套管内的一端邻近所述第一封孔器。
[0021]在一些实施例中，所述超临界二氧化碳的制备方法包括：
[0022]提供一二氧化碳注入车，所述二氧化碳注入车的注入压力为10～20MPa。
[0023]提供一加热器，所述加热器的加热温度为40～75℃，所述二氧化碳注注入车将具有压力的二氧化碳注流体注入到所述加热器内加热，调整所述加热器的加热温度，将所述二氧化碳注流体加热至超临界状态。
[0024]在一些实施例中，所述母孔的直径D为110～150mm，所述分支孔的直径d为30～50mm，所述分支孔的长度L为20～100m。
[0025]在一些实施例中，若所述目标煤层的厚度H小于等于3m，则所述分支孔的层数n为1。
[0026]若所述目标煤层的厚度H大于3m，则所述分支孔的层数n满足关系式：其中s为相邻两层分支孔之间的层间距，s为1～2m。
[0027]在一些实施例中，同一层内所述分支孔的数量N满足关系式：同一层内相邻的两个所述分支孔之间的夹角
[0028]在一些实施例中，相邻两层所述分支孔之间一一对应且交错布置，且相邻两层所述分支孔之间的错开角度为β/2。
[0029]在一些实施例中，所述定压泄压阀的临界压力为8MPa。
[0030]在一些实施例中，所述抽采井为多个，多个所述抽采井沿所述母孔的周向间隔布置，所述抽采井与所述母孔之间的距离超出所述分支孔的长度50～200m。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例的煤层气开采方法的注入超临界二氧化碳后的煤层状态示意图。
[0032]图2是图1中M
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M的剖视示意图。
[0033]图3是图1中A区域的局部放大示意图。
[0034]图4是本专利技术实施例的煤层气开采方法的未注入超临界二氧化碳的初始状态的煤层示意图。
[0035]图5是图4中N
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N的剖视示意图。
[0036]附图标记：
[0037]母孔1、井壁套管11、第一封孔器12、第二封孔器13、注浆管14、返排管15、封孔段16；
[0038]分支孔2；
[0039]注入管3；
[0040]定压泄压阀4；
[0041]二氧化碳注入车5；
[0042]加热器6；
[0043]抽采井7；
[0044]岩层8；
[0045]煤层9、超临界二氧化碳驱替CH4区域91、CH4富集区域92。
具体实施方式
[0046]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0047]下面结合附图描述本专利技术实施例的煤层气开采方法。
[0048]本专利技术实施例的煤层气开采方法包括：在地面或巷道内向目标煤层9钻设母孔1，母孔1贯穿目标煤层9，在母孔1的内壁上沿母孔1的径向在目标煤层9内开设分支孔2，在母孔1内安装具有保温功能的注入管3，将注入管3的一端送入目标煤层9处，且注入管3位于目标煤层9的一端设有定压泄压阀4，对母孔1的孔口到目标煤层9的顶板之间的部分进行封堵并养护，通过注入管3向目标煤层9内持续注入超临界二氧化碳，在以母孔1为中心，分支孔2为半径影响控制的圆形区域外围钻设抽采井7，在超临界二氧化碳注入目标煤层92～3天后，使用抽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤层气开采方法，其特征在于，包括：在地面或巷道内向目标煤层钻设母孔，所述母孔贯穿所述目标煤层；在所述母孔的内壁上沿所述母孔的径向在目标煤层内开设分支孔；在所述母孔内安装具有保温功能的注入管，将所述注入管的一端送入所述目标煤层处，且所述注入管位于所述目标煤层的一端设有定压泄压阀；对所述母孔的孔口到所述目标煤层的顶板之间的部分进行封堵并养护；通过所述注入管向所述目标煤层内持续注入超临界二氧化碳；在以所述的母孔为中心，分支孔为半径影响控制的圆形区域外围钻设抽采井，在所述超临界二氧化碳注入所述目标煤层2～3天后，使用所述抽采井开采煤层气。2.根据权利要求1所述的煤层气开采方法，其特征在于，对所述母孔的孔口到所述目标煤层的顶板之间的部分进行封堵的方法包括：在所述母孔内安装井壁套管，所述井壁套管由所述母孔的孔口延伸至所述目标煤层的顶板；在所述井壁套管的下端安装第一封孔器，所述注入管贯穿所述第一封孔器；在所述井壁套管的上端安装第二封孔器，并在所述第二封孔器上预设注浆管和返排管；通过所述注浆管向所述井壁套管内注浆并形成封孔段，所述井壁套管内的空气通过所述返排管排出。3.根据权利要求2所述的煤层气开采方法，其特征在于，所述注浆管位于所述井壁套管内的一端邻近所述第二封孔器，所述返排管位于所述井壁套管内的一端邻近所述第一封孔器。4.根据权利要求1所述的煤层气开采方法，其特征在于，所述超临界二氧化碳的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，齐庆杰，孙祚，左少杰，毕瑞卿，孙立峰，柴佳美，贾新雷，
申请(专利权)人：贵州大学华北科技学院中国煤矿安全技术培训中心，
类型：发明
国别省市：