[发明专利]物理方法区域卸压开采煤层气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及松软、低渗、高突煤储层开采领域，尤其是涉及物理方法区域卸压开采煤层气的方法。

背景技术

煤层卸压抽采瓦斯在我国井下运用比较普遍，效果也比较明显。地面煤层气开发多采用传统的抽采工艺，地质条件好的区块这种开发模式效果显著。但对于松软、低渗、高瓦斯、高突煤层，上述抽采工艺不能使煤层中的瓦斯很好的解吸出来。因此，现有煤层气开发技术中，多通过工具扩眼方式、负压方式、爆破方式或水力等物理方式进行扩孔掏穴，在井底煤层中形成卸压区，增加煤层裂隙的透气性，以提高煤层气产量。如中国专利申请号：201010102300.2所公开的水力掏穴卸压开采煤层气方法，该方法采取在井口安装注水、排水装置，然后下放冲水机器人和机械掏穴，在井底形成卸压区以解放煤体瓦斯。再如中国专利号：ZL200610047360.2所公开的煤层气井爆破式洞穴完井工艺方法，包括洞穴爆破成形、洞穴形态检测、捞屑三点技术要点，采用炸药起爆成穴，然后井下清屑的方法完成。

上述方法存在的不足是掏穴范围有限，且不能跟煤矿安全生产紧密结合起来，不适于大面积卸压煤层气的工业化开采。

发明内容

本发明目的在于提供一种物理方法区域卸压开采煤层气的方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述物理方法区域卸压开采煤层气的方法，包括下述步骤：

1、施工煤层气开采井：沿主应力方向施工两组用于注水、排水、排气的煤层气开采井；每组开采井由两口井组成，四口开采井呈矩型分布，每口开采井的深度以钻穿煤层为准，然后在每口开采井的井口四周安装套管稳固基岩，二开裸眼完井；

2、水平井钻进：在开采井内位于煤层位置处进行水平井钻进，利用定向装置分别使每组开采井相互贯通；

3、安装注水、封口装置：在每口开采井的井口安装封口装置，在每组开采井的其中一口开采井的井口位置处安装注水装置，在另一口开采井内安装排水装置，所述排水装置通过管道与地面的煤水分离器相连通；

4、高压排煤水：通过所述注水装置向开采井内注入高压水，将水平井内的煤粉和松软岩屑通过高压水携带至地面，至水平通道内岩石稳定为准；

5、煤水分离：排出的煤水混合物经煤水分离器分离，分离出的水循环利用，煤粉在沉淀池中沉淀；排水过程中产生的煤层气由煤水分离器分离出来储存于储气装置内；

6、压裂：对其中一组开采井的其中一口开采井或两口开采井安装压裂装置，保持其余开采井的封口装置，然后实施压裂，使煤体整体向一个方向运移；

7、采气：压裂完成后，卸压的煤层产出煤层气由开采井导出至地面储气装置；

8、小井网实施：沿主应力方向连续布置多组井，使煤体解放区域增大，达到区域卸压开采煤层气目的。

本发明优点在于通过高压水冲孔造成卸压空间增大，克服了常规煤层气开时对松软、低渗、高瓦斯等特性煤层存在的不足，为煤层商业性开发提供技术支持。高压水冲孔无需特殊的高压装置，现有增压设备即可实现，施工简单可靠。运用物理造穴、煤层卸压开采使得煤体的孔隙和裂隙增大，促使煤层中的瓦斯大量解吸出来，以达到地面商业化开采煤层气、煤层消突、矿井安全生产之目的。

附图说明

图1是本发明所述两组开采井的布置示意图。

图2是本发明所述其中一组开采井贯通后的设备布置示意图。

图3是本发明所述压裂时的煤体整体移动示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明所述的物理方法区域卸压开采煤层气的方法，包括下述步骤：

1、施工煤层气开采井：沿主应力方向施工两组用于注水、排水、排气的煤层气开采井；每组开采井由两口井组成，四口开采井1、2、3、4呈矩型分布，开采井1、2为一组，开采井3、4为一组；每口开采井1、2、3、4的深度以钻穿煤层10为准，然后在每口开采井1、2、3、4的井口四周安装套管11稳固基岩，二开裸眼完井；

2、水平井钻进：在开采井内位于煤层10位置处进行水平井8钻进，利用定向装置分别使每组开采井相互贯通；

3、安装注水、封口装置：在每口开采井1、2、3、4的井口安装封口装置12，在每组开采井的其中一口开采井的井口位置处安装注水装置6，在另一口开采井内安装排水装置9，所述排水装置9通过管道与地面的煤水分离器7相连通；

4、高压排煤水：通过所述注水装置6向开采井1内注入高压水，将水平井8内的煤粉和松软岩屑通过高压水携带至地面，至水平通道内岩石稳定为准；