本发明专利技术涉及一种煤层气+油气协同开采循环利用装置及方法，包括致裂封存机构及地表转运机构；其中，致裂封存机构包括煤层气抽采装置及油气抽采装置；煤层气抽采装置包括依次连接的主输入管、分离输送管、煤层气致裂抽采联管及主抽采联管；油气抽采装置包括依次连接的二级输入管、二级分离输送管、油气致裂抽采联管及二级抽采联管；二级输入管与主输入管连接，二级抽采联管与主抽采联管连接；主输入管及分离输送管内均设有一级二氧化碳输送管、二级二氧化碳输送管、H2O输送管及高温传导管；二级输入管及二级分离输送管内设有二级二氧化碳输送管及H2O输送管；地表转运机构包括依次连接的分离装置、储存装置及辅助设备。本发明专利技术节省人力物力财力。人力物力财力。人力物力财力。
【技术实现步骤摘要】
一种煤层气+油气协同开采循环利用装置及方法
[0001]本专利技术涉及煤油气协同开采方法，尤其涉及一种煤层气+油气协同开采循环利用方法，属于共伴生资源开采领域。
技术介绍
[0002]位于陕甘宁地区的鄂尔多斯盆地含有大量的地质资源，如煤层气和油气，煤层气和油气富集量更是居于全国前列。但是多数情况下，煤层气富集于浅部的煤层中，而在其深部富集着大量的油气资源。在传统的研究中，遇到煤油共储的情况时，一般优先开采油气，之后再开采煤层，抽采煤层气。但是油气开采后存留的大量井内油气将会给煤层气的开采带来巨大的安全隐患。
[0003]同时在“双碳”目标下，如何实现二氧化碳的处置成为近年来的热议话题。大气中二氧化碳浓度的大幅增加，主要源于人类生产和生活过程中燃烧大量化石燃料。目前我国是全球二氧化碳排放量最大的国家之一，面临日益强烈的减排要求。因此，我国迫切需要采取有效措施，减少二氧化碳排放量，减缓二氧化碳排放强度。CCS、CCUS等技术也成为众多研究者们关注的重点。
[0004]基于现有情况，迫切需要一种煤层气+油气协同开采循环利用方法，利用该方法，实现了二氧化碳对煤层和低渗透油储层的致裂、二氧化碳驱替煤层气和油气、二氧化碳封存及煤层气利用四者协同。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在针对上述问题，提出一种煤层气+油气协同开采循环利用方法。
[0006]本专利技术的技术方案在于：（一）本专利技术提出一种煤层气+油气协同开采循环利用装置。
[0007]一种煤层气+油气协同开采循环利用装置，包括致裂封存机构及地表转运机构；其中，致裂封存机构包括煤层气抽采装置及油气抽采装置；所述煤层气抽采装置包括依次连接的主输入管、分离输送管、煤层气致裂抽采联管及主抽采联管；油气抽采装置包括依次连接的二级输入管、二级分离输送管、油气致裂抽采联管及二级抽采联管；二级输入管与主输入管连接，二级抽采联管与主抽采联管连接；其中，所述主输入管及分离输送管内均设有一级二氧化碳输送管、二级二氧化碳输送管、H2O输送管及高温传导管；二级输入管及二级分离输送管内设有二级二氧化碳输送管及H2O输送管；地表转运机构包括依次连接的分离装置、储存装置及辅助设备，储存装置包括煤层气储存罐及二氧化碳储存罐；分离装置的入口端连接至主抽采联管，出口端分别连接至煤层气储存罐的入口端及二氧化碳储存罐的入口端；辅助设备包括高温炉和蒸汽炉；煤层气储存罐的出口端分别连接至高温炉的入口端和蒸汽炉的入口端，高温炉的出口端连接至
主输入管内的高温传导管，蒸汽炉的出口端连接至主输入管内的H2O输送管；二氧化碳储存罐的出口端连接至主输入管内的一级二氧化碳输送管及二级二氧化碳输送管。
[0008]所述煤层气致裂抽采联管内切有一级二氧化碳输送管和高温传导管，一级二氧化碳输送管和高温传导管相外切，一级二氧化碳输送管与煤层气致裂抽采联管的管壁相切处设有一级二氧化碳流孔，高温传导管与煤层气致裂抽采联管的管壁相切处设有高温流孔；一级二氧化碳流孔轴向两侧设有柔性弹簧，柔性弹簧的另一端连接有闭孔电极，闭孔电极的直径＞一级二氧化碳流孔的直径；煤层气致裂抽采联管的外管壁外侧还设有导线管，导线管内设有导线；一级二氧化碳输送管和高温传导管的两端均设有正电极挡板，正电极挡板的一端连接导线，另一端通过柔性弹簧连接有负电极挡板；煤层气致裂抽采联管不与一级二氧化碳输送管和高温传导管相切的管壁上还设有煤层气抽气孔。
[0009]所述油气致裂抽采联管内切有二级二氧化碳输送管及H2O输送管；二级二氧化碳输送管及H2O输送管相外切，二级二氧化碳输送管与油气致裂抽采联管的管壁相切处设有二级二氧化碳流孔，H2O输送管与油气致裂抽采联管的管壁相切处设有H2O流孔；二级二氧化碳流孔和H2O流孔轴向两侧也设有柔性弹簧，柔性弹簧的另一端也连接闭孔电极，闭孔电极的直径＞二级二氧化碳流孔的直径；油气致裂抽采联管的外管壁外侧也设有导线管，导线管内设有导线；二级二氧化碳输送管及H2O输送管的两端均设有正电极挡板，正电极挡板的一端连接导线，另一端通过柔性弹簧连接有负电极挡板；油气致裂抽采联管不与二级二氧化碳输送管及H2O输送管相切的管壁上还设有油气抽采孔。
[0010]所述煤层气储存罐的入口端与分离装置之间、煤层气储存罐的出口端与高温炉的入口端之间、煤层气储存罐的出口端和蒸汽炉的入口端之间、二氧化碳储存罐的入口端与分离装置之间、二氧化碳储存罐的出口端与一级二氧化碳输送管之间、二氧化碳储存罐的出口端与二级二氧化碳输送管之间均通过地面转运管连接。
[0011]所述分离装置包括依次连接的一级分离装置及二级分离装置；一级分离装置为气体抽采分离仓，二级分离装置包括煤层气分离仓、二氧化碳分离仓、油气分离仓及杂质分离仓；煤层气分离仓连接煤层气储存罐，二氧化碳分离仓连接二氧化碳储存罐；气体抽采分离仓连接主抽采联管。
[0012]（二）本专利技术提出一种煤层气+油气协同开采循环利用方法。
[0013]一种煤层气+油气协同开采循环利用方法，应用如上煤层气+油气协同开采循环利用装置，方法如下：步骤1：确定含煤层气煤层和低渗透油气储层的位置；步骤2：系统搭建：从地表向含煤层气煤层的回风顺槽和运输顺槽打地面钻井，并分别布置主输入管和主抽采联管；搭建地表转运机构；在含煤层气煤层内架设煤层气致裂抽采联管，贯穿整个含煤层气煤层，两端分别与主输入管和主抽采联管连接；步骤3：初步抽采含煤层气煤层内解析出来的初级煤层气；步骤4：沿着步骤2的钻井方向继续钻井，直至钻至低渗透油气储层，在低渗透油气储层假设贯穿整个低渗透油气储层的油气致裂抽采联管，油气致裂抽采联管两端分别与二
级输入管及二级抽采联管连接；步骤5：步骤3中解析出来的初级煤层气经分离装置进行杂质分离，获得分离煤层气及二氧化碳；分离煤层气用于加热高温炉和蒸汽炉；二氧化碳和高温进一步致裂含煤层气煤层，驱替含煤层气煤层内剩余的煤层气；二氧化碳和水蒸气致裂低渗透油气储层，驱替油气；步骤6：抽采煤层气和油气，通过分离装置分离成二氧化碳、煤层气、油气和杂质；二氧化碳储存至二氧化碳储存罐，煤层气储存在煤层气储存罐，循环利用。
[0014]本专利技术的技术效果在于：(1)通过本专利技术提供的方法，实现了煤层气和油气的协同开采、二氧化碳的地质封存和煤层气的有效利用，节省了大量的人力物力财力，符合当前“双碳”的要求；(2)本专利技术中，分离输送管与多个煤层气致裂抽采联管连接，二级分离输送管与多个油气致裂抽采联管连接，在同一个工作面，只需要打一个输送孔和一个抽采孔，即可完成对整个工作面的煤层气和油气的抽采；(3)本专利技术中，在含煤层气煤层和低渗透油气储层分别布置水平铺设的煤层气致裂抽采联管和油气致裂抽采联管，使得致裂和抽采循序渐进。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种煤层气+油气协同开采循环利用装置的地质系统图。
[0016]图2为本专利技术一种煤层气+油气协同开采循环利用装置的地质系统竖剖图。
[0017]图3为本专利技术一种煤层气+油气协同开采循环利用装置的地质系统平剖图。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤层气+油气协同开采循环利用装置，其特征在于：包括致裂封存机构及地表转运机构；其中，致裂封存机构包括煤层气抽采装置及油气抽采装置；所述煤层气抽采装置包括依次连接的主输入管(12)、分离输送管(14)、煤层气致裂抽采联管(15)及主抽采联管(16)；油气抽采装置包括依次连接的二级输入管(21)、二级分离输送管(14)、油气致裂抽采联管(22)及二级抽采联管；二级输入管(21)与主输入管(12)连接，二级抽采联管与主抽采联管(16)连接；其中，所述主输入管(12)及分离输送管(14)内均设有一级二氧化碳输送管(26)、二级二氧化碳输送管(23)、H2O输送管(24)及高温传导管(25)；二级输入管(21)及二级分离输送管(14)内设有二级二氧化碳输送管(23)及H2O输送管(24)；地表转运机构包括依次连接的分离装置、储存装置及辅助设备，储存装置包括煤层气储存罐(6)及二氧化碳储存罐(5)；分离装置的入口端连接至主抽采联管(16)，出口端分别连接至煤层气储存罐(6)的入口端及二氧化碳储存罐(5)的入口端；辅助设备包括高温炉(3)和蒸汽炉(4)；煤层气储存罐(6)的出口端分别连接至高温炉(3)的入口端和蒸汽炉(4)的入口端，高温炉(3)的出口端连接至主输入管(12)内的高温传导管(25)，蒸汽炉(4)的出口端连接至主输入管(12)内的H2O输送管(24)；二氧化碳储存罐(5)的出口端连接至主输入管(12)内的一级二氧化碳输送管(26)及二级二氧化碳输送管(23)。2.根据权利要求1所述煤层气+油气协同开采循环利用装置，其特征在于：所述煤层气致裂抽采联管(15)内切有一级二氧化碳输送管(26)和高温传导管(25)，一级二氧化碳输送管(26)和高温传导管(25)相外切，一级二氧化碳输送管(26)与煤层气致裂抽采联管(15)的管壁相切处设有一级二氧化碳流孔(34)，高温传导管(25)与煤层气致裂抽采联管(15)的管壁相切处设有高温流孔(32)；一级二氧化碳流孔(34)轴向两侧设有柔性弹簧(31)，柔性弹簧(31)的另一端连接有闭孔电极(35)，闭孔电极(35)的直径＞一级二氧化碳流孔(34)的直径；煤层气致裂抽采联管(15)的外管壁外侧还设有导线管(27) ，导线管(27) 内设有导线(28)；一级二氧化碳输送管(26)和高温传导管(25)的两端均设有正电极挡板(29)，正电极挡板(29)的一端连接导线(28)，另一端通过柔性弹簧(31)连接有负电极挡板(30)；煤层气致裂抽采联管(15)不与一级二氧化碳输送管(26)和高温传导管(25)相切的管壁上还设有煤层气抽气孔(33)。3.根据权利要求2所述煤层气+油气协同开采循环利用装置，其特征在于：所述油气致裂抽采联管(22)内切有二级二氧化碳输送管(23)及H2O输送管(24)；二级二氧化碳输送管(23)及H2O输送管(24)相外切，二级二氧化碳输送管(23)与油气致裂抽采联管(22)的管壁相切处设有二级二氧化碳流孔(36)，H2O输送管(24)与油气致裂抽采联管(22)的管壁相切处设有H2...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗婷婷，江绍静，王维波，张通，赵洋，于祥，薛生，唐明，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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