[发明专利]一种微生物联合水力压裂煤层增透系统及方法

说明书

本发明公开了一种微生物联合水力压裂煤层增透系统及方法，其中系统包括套管，套管一端与分离硐室连接，另一端设在目标钻孔内；水力压裂钻孔以目标钻孔为基准沿煤层方向开设，内部放置有微生物送样管、高压注水管和注浆管，微生物送样管与微生物合成容器连接；高压注水管与水泵连接；注浆管与注浆泵连接；微生物合成容器内填充有胶囊型微生物反应溶液。本申请提供的微生物联合水力压裂煤层增透系统及方法，采用胶囊型微生物反应溶液进行水力压裂，提高了低渗透性煤层瓦斯抽采效率，较为安全性；高压注水管与微生物送样管为不同管路，可避免在运输过程中高压环境破坏微生物的胶囊外壳；系统的整体结构简单，易于操作且成本低。

技术领域

本发明涉及水力压裂技术领域，特别涉及一种微生物联合水力压裂煤层增透系统及方法。

背景技术

水力压裂法是开采天然气的主要形式，要求用大量掺入化学物质的水灌入页岩层进行液压碎裂以释放天然气，具有广泛的应用前景。

目前，我国煤矿大部分的高瓦斯突出煤层具有微孔隙、低渗透和高吸附性的特点，因此导致大部分的煤层瓦斯抽采困难，容易产生严重的瓦斯灾害，采用普通的水力压裂技术存在效果不稳定、以及存在卸压不充分等问题。而目前具有较好应用效果的水力压裂技术通常需要采用微波辅助装置，采用此类装置存在成本高、需要专业人员操作以及后期维护困难等问题；并且，化学物质通常采用类似于四氢呋喃等有机溶剂，以更好的增透煤层，但是此类化学溶剂存在具有低毒性和刺激性的特性，长期使用会对人员身心造成危害，并且有机溶剂作为极度易燃的有机化合物，遇到煤层中可燃的瓦斯气体，一旦发生安全事故，会加剧井下燃烧、爆炸，造成严重的人员伤亡和财产损失。

因此，现有的水力压裂技术存在设备成本高，对微小裂隙煤层增透效果不佳，用于压裂的化学物质安全性较低的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种微生物联合水力压裂煤层增透系统及方法，主要目的在于解决现有的水力压裂技术存在设备成本高，对微小裂隙煤层增透效果不佳，用于压裂的化学物质安全性较低的问题。

本发明一方面提供了一种微生物联合水力压裂煤层增透系统，包括:

套管，所述套管的一端与分离硐室连接，所述套管的另一端设在目标钻孔内；

水力压裂钻孔，以所述目标钻孔为基准沿煤层方向开设；

所述水力压裂钻孔内放置有微生物送样管、高压注水管和注浆管，所述微生物送样管与微生物合成容器连接；所述高压注水管与水泵连接；所述注浆管与注浆泵连接；

所述微生物合成容器内填充有胶囊型微生物反应溶液。

可选的，所述微生物合成容器外壁开设有进样口和出样口，所述进样口连接有进口阀，所述出样口通过出口阀和所述微生物送样管连接。

可选的，所述微生物合成容器的顶部还设置有PH计探头、温度探头和OPR探头，所述PH计探头、所述温度探头和所述OPR探头的一端位于所述微生物合成容器的内腔，且与所述胶囊型微生物反应溶液接触。

可选的，所述微生物合成容器的顶部还开设有气阀。

可选的，所述微生物合成容器的底部设有磁力搅拌珠。

可选的，所述微生物合成容器的外壁设有保温层。

可选的，所述分离硐室靠近所述套管的一端设有压力表和流量计。

可选的，所述目标钻孔和所述水力压裂钻孔之间分布有待抽采段，所述待抽采段中存在煤层裂缝。

本发明另一方面提供了基于微生物联合水力压裂煤层增透系统所实现的一种微生物联合水力压裂煤层增透方法，包括：

在煤层底板处开设目标钻孔；