專利名稱：物理方法區(qū)域卸壓開采煤層氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及松軟、低滲、高突煤儲層開采領(lǐng)域，尤其是涉及物理方法區(qū)域卸壓開采煤層氣的方法。
背景技術(shù)：
煤層卸壓抽采瓦斯在我國井下運用比較普遍，效果也比較明顯。地面煤層氣開發(fā)多采用傳統(tǒng)的抽采工藝，地質(zhì)條件好的區(qū)塊這種開發(fā)模式效果顯著。但對于松軟、低滲、高瓦斯、高突煤層，上述抽采工藝不能使煤層中的瓦斯很好的解吸出來。因此，現(xiàn)有煤層氣開發(fā)技術(shù)中，多通過工具擴眼方式、負(fù)壓方式、爆破方式或水力等物理方式進(jìn)行擴孔掏穴，在井底煤層中形成卸壓區(qū)，增加煤層裂隙的透氣性，以提高煤層氣產(chǎn)量。如中國專利申請?zhí)?201010102300. 2所公開的水力掏穴卸壓開采煤層氣方法，該方法采取在井口安裝注水、排水裝置，然后下放沖水機器人和機械掏穴，在井底形成卸壓區(qū)以解放煤體瓦斯。再如中國專利號ZL200610047360. 2所公開的煤層氣井爆破式洞穴完井工藝方法，包括洞穴爆破成形、洞穴形態(tài)檢測、撈屑三點技術(shù)要點，采用炸藥起爆成穴，然后井下清屑的方法完成。上述方法存在的不足是掏穴范圍有限，且不能跟煤礦安全生產(chǎn)緊密結(jié)合起來，不適于大面積卸壓煤層氣的工業(yè)化開采。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種物理方法區(qū)域卸壓開采煤層氣的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案
本發(fā)明所述物理方法區(qū)域卸壓開采煤層氣的方法，包括下述步驟
1、施工煤層氣開采井沿主應(yīng)力方向施工兩組用于注水、排水、排氣的煤層氣開采井； 每組開采井由兩口井組成，四口開采井呈矩型分布，每口開采井的深度以鉆穿煤層為準(zhǔn)，然后在每口開采井的井口四周安裝套管穩(wěn)固基巖，二開裸眼完井；
2、水平井鉆進(jìn)在開采井內(nèi)位于煤層位置處進(jìn)行水平井鉆進(jìn)，利用定向裝置分別使每組開采井相互貫通；
3、安裝注水、封口裝置在每口開采井的井口安裝封口裝置，在每組開采井的其中一口開采井的井口位置處安裝注水裝置，在另一口開采井內(nèi)安裝排水裝置，所述排水裝置通過管道與地面的煤水分離器相連通；
4、高壓排煤水通過所述注水裝置向開采井內(nèi)注入高壓水，將水平井內(nèi)的煤粉和松軟巖屑通過高壓水?dāng)y帶至地面，至水平通道內(nèi)巖石穩(wěn)定為準(zhǔn)；
5、煤水分離排出的煤水混合物經(jīng)煤水分離器分離，分離出的水循環(huán)利用，煤粉在沉淀池中沉淀；排水過程中產(chǎn)生的煤層氣由煤水分離器分離出來儲存于儲氣裝置內(nèi)；
6、壓裂對其中一組開采井的其中一口開采井或兩口開采井安裝壓裂裝置，保持其余開采井的封口裝置，然后實施壓裂，使煤體整體向一個方向運移；
7、采氣壓裂完成后，卸壓的煤層產(chǎn)出煤層氣由開采井導(dǎo)出至地面儲氣裝置；8、小井網(wǎng)實施沿主應(yīng)力方向連續(xù)布置多組井，使煤體解放區(qū)域增大，達(dá)到區(qū)域卸壓開采煤層氣目的。本發(fā)明優(yōu)點在于通過高壓水沖孔造成卸壓空間增大，克服了常規(guī)煤層氣開時對松軟、低滲、高瓦斯等特性煤層存在的不足，為煤層商業(yè)性開發(fā)提供技術(shù)支持。高壓水沖孔無需特殊的高壓裝置，現(xiàn)有增壓設(shè)備即可實現(xiàn)，施工簡單可靠。運用物理造穴、煤層卸壓開采使得煤體的孔隙和裂隙增大，促使煤層中的瓦斯大量解吸出來，以達(dá)到地面商業(yè)化開采煤層氣、煤層消突、礦井安全生產(chǎn)之目的。


圖1是本發(fā)明所述兩組開采井的布置示意圖。圖2是本發(fā)明所述其中一組開采井貫通后的設(shè)備布置示意圖。圖3是本發(fā)明所述壓裂時的煤體整體移動示意圖。
具體實施例方式如圖1、2、3所示，本發(fā)明所述的物理方法區(qū)域卸壓開采煤層氣的方法，包括下述步驟
1、施工煤層氣開采井沿主應(yīng)力方向施工兩組用于注水、排水、排氣的煤層氣開采井； 每組開采井由兩口井組成，四口開采井1、2、3、4呈矩型分布，開采井1、2為一組，開采井3、 4為一組；每口開采井1、2、3、4的深度以鉆穿煤層10為準(zhǔn)，然后在每口開采井1、2、3、4的井口四周安裝套管11穩(wěn)固基巖，二開裸眼完井；
2、水平井鉆進(jìn)在開采井內(nèi)位于煤層10位置處進(jìn)行水平井8鉆進(jìn)，利用定向裝置分別使每組開采井相互貫通；
3、安裝注水、封口裝置在每口開采井1、2、3、4的井口安裝封口裝置12，在每組開采井的其中一口開采井的井口位置處安裝注水裝置6，在另一口開采井內(nèi)安裝排水裝置9，所述排水裝置9通過管道與地面的煤水分離器7相連通；
4、高壓排煤水通過所述注水裝置6向開采井1內(nèi)注入高壓水，將水平井8內(nèi)的煤粉和松軟巖屑通過高壓水?dāng)y帶至地面，至水平通道內(nèi)巖石穩(wěn)定為準(zhǔn)；
5、煤水分離排出的煤水混合物經(jīng)煤水分離器7分離，分離出的水循環(huán)利用，煤粉在沉淀池中沉淀；排水過程中產(chǎn)生的煤層氣由煤水分離器7分離出來儲存于儲氣裝置5內(nèi)；
6、壓裂對開采井2安裝壓裂裝置，保持其余三口開采井1、3、4的封口裝置12，然后實施壓裂，使煤體整體向一個方向運移，如圖3中煤層10位置處的箭頭所示；
7、采氣壓裂完成后，卸壓的煤層10使煤層10中的瓦斯解吸出來，通過地面排采裝置對解吸的瓦斯進(jìn)行排采收集；
8、小井網(wǎng)實施沿主應(yīng)力方向連續(xù)布置多組井，使煤體解放區(qū)域增大，達(dá)到區(qū)域卸壓開采煤層氣目的。
權(quán)利要求
1. 一種物理方法區(qū)域卸壓開采煤層氣的方法，其特征在于包括下述步驟一、施工煤層氣開采井沿主應(yīng)力方向施工兩組用于注水、排水、排氣的煤層氣開采井； 每組開采井由兩口井組成，四口開采井呈矩型分布，每口開采井的深度以鉆穿煤層為準(zhǔn)，然后在每口開采井的井口四周安裝套管穩(wěn)固基巖，二開裸眼完井；二、水平井鉆進(jìn)在開采井內(nèi)位于煤層位置處進(jìn)行水平井鉆進(jìn)，利用定向裝置分別使每組開采井相互貫通；三、安裝注水、封口裝置在每口開采井的井口安裝封口裝置，在每組開采井的其中一口開采井的井口位置處安裝注水裝置，在另一口開采井內(nèi)安裝排水裝置，所述排水裝置通過管道與地面的煤水分離器相連通；四、高壓排煤水通過所述注水裝置向開采井內(nèi)注入高壓水，將水平井內(nèi)的煤粉和松軟巖屑通過高壓水?dāng)y帶至地面，至水平通道內(nèi)巖石穩(wěn)定為準(zhǔn)；五、煤水分離排出的煤水混合物經(jīng)煤水分離器分離，分離出的水循環(huán)利用，煤粉在沉淀池中沉淀；排水過程中產(chǎn)生的煤層氣由煤水分離器分離出來儲存于儲氣裝置內(nèi)；六、壓裂對其中一組開采井的其中一口開采井或兩口開采井安裝壓裂裝置，保持其余開采井的封口裝置，然后實施壓裂，使煤體整體向一個方向運移；七、采氣壓裂完成后，卸壓的煤層產(chǎn)出煤層氣由開采井導(dǎo)出至地面儲氣裝置；八、小井網(wǎng)實施沿主應(yīng)力方向連續(xù)布置多組井，使煤體解放區(qū)域增大，達(dá)到區(qū)域卸壓開采煤層氣目的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種物理方法區(qū)域卸壓開采煤層氣的方法，沿主應(yīng)力方向施工兩組用于注水、排水、排氣的煤層氣開采井；使每組開采井相互貫通安裝封口裝置，在每組開采井的其中一井口安裝注水裝置，在另一開采井內(nèi)安裝排水裝置；通過注水裝置向開采井內(nèi)注入高壓水，將水平井內(nèi)的煤粉和松軟巖屑通過高壓水?dāng)y帶至地面；排出的煤水混合物經(jīng)煤水分離器分離，煤層氣儲于儲氣裝置內(nèi)；對其中一口開采井安裝壓裂裝置，使煤體整體向一個方向運移；卸壓的煤層產(chǎn)出煤層氣由開采井導(dǎo)出至地面儲氣裝置；沿主應(yīng)力方向連續(xù)布置多組井，達(dá)到區(qū)域卸壓開采煤層氣目的。本發(fā)明在于采取克服了常規(guī)煤層氣開時對松軟、低滲、高瓦斯煤層存在的不足，為商業(yè)性開發(fā)提供技術(shù)支持。
文檔編號E21B43/26GK102383773SQ20111018366
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者馮立杰, 劉世忠, 姜光杰, 姜錫惠, 張宜生, 王志磊, 王思鵬, 王朝鳳, 王雪麗, 蘇桂霞, 郭啟文, 高軼 申請人:河南永安煤層氣研發(fā)有限公司, 河南省煤層氣開發(fā)利用有限公司, 河南省瓦斯治理研究院有限公司