[发明专利]一种煤炭地下原位热解的布井结构及其构建方法

说明书

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。

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。