[發明專利]一種振動增產煤層氣方法

有效

• 申請號: 201010545665.2
• 申請日: 2010-11-16
• 公開（公告）號: CN102011574A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 馮立杰;姜光杰;李朝輝;陳黨義;王金鳳;翟雪琪;劉振鋒;鄧珺;胡新平;王慧智
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: E21B43/25
• 分類號: E21B43/25;E21F7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及煤層氣增產用的一種振動增產煤層氣方法。

背景技術

煤層中含有大量的煤層氣，又稱為瓦斯，它不僅是寶貴的資源，也是煤礦地下開采中煤與瓦斯突出潛能的重要組成部分，其主要成分是甲烷。我國是煤炭資源大國，隨著煤炭工業的高速發展和規模驟增，瓦斯涌出量增大，因瓦斯突出、爆炸引起的煤礦事故迅速上升。然而，煤層氣又是一種優質、潔凈的燃料，如果得到合理的開發、回收和利用，不僅可以減少煤礦事故的發生，保障煤礦的正常生產，還可以解決我國能源緊缺的問題。我國的煤層氣資源量約36萬億立方米，這一數值與天然氣資源量相當。我國已成功地實現開采層抽采煤層氣、鄰近層抽采煤層氣、采空區抽采煤層氣、圍巖抽采煤層氣等技術，并在全國大、中、小型煤礦區域防突中得到了廣泛的應用，在煤層氣抽采、防治瓦斯爆炸和減少煤與瓦斯突出方面取得了一些成效。由于我國煤層賦存地質條件復雜，瓦斯含量高，煤層的滲透率低，所以在煤層氣抽采方面出現較大的困難，雖然目前也采用了一些提高煤層滲透性的方法，但各有特定的適應條件，適應范圍小，效果不顯著。

發明內容

本發明的目的是提供一種振動增產煤層氣方法，是根據機械振動的作用原理，在煤層中實施振動作業，減少煤對煤層氣的吸附量從而增加煤層氣的解吸量，來提高煤層滲透率。本發明的目的可通過下述技術措施(步驟)來實現：

(1)首先詳細了解目標煤層或其鄰近巖層的物理特性和地質構造特點，必要時，配合測地應力等測試措施；

(2)在目標煤層或其鄰近巖層上選擇硬度相對高或密度相對大的方位作為順層或穿層振動孔的孔位，孔位之間保持適當距離；

(3)采用已知的工具技術逐一對布置的振動孔的孔位進行鉆孔，振動孔的外徑應略大于振動設備的外徑，所述的振動孔深入目標煤層或其鄰近巖層的深度以封孔振動后不誘發瓦斯突出為前提；

(4)振動孔打好后，利用安裝桿將防爆或本安型振動設備置入振動孔底，在振動設備的頂端和底端各固定一個固定裝置，并在振動設備與振動孔之間的間隙內注滿耦合劑，然后在振動孔的孔口利用密封裝置進行密封；

(5)確認振動孔密封無誤后，實施振動作業，通過振動孔內的振動設備的機械振動作用，使煤體介質受到交替變化的拉應力和壓應力作用，從而使煤體產生相應交替變化的伸長和壓縮彈性形變，產生疏密相間的振動波，有利于煤層氣從微孔隙解吸、擴散和流動；

(6)按照常規方法在該振動影響區域內實施煤層氣抽采。

所述的順層和穿層振動孔的鉆井方式視地質條件而定，可垂直、可傾斜、可彎曲等；振動孔的孔位之間的距離布置應根據目標煤層或其鄰近巖層對振動的敏感狀態而定；振動作業頻率根據目標煤層或其鄰近巖層的地質構造特點以達到煤層氣高增透性為最佳。

本發明的有益效果如下：

本發明所采用的一種振動增產煤層氣方法，通過振動孔內振動設備的機械振動作用，使煤體介質受到交替變化的拉應力和壓應力作用，從而使煤體產生相應交替變化的伸長和壓縮彈性形變，產生疏密相間的縱向振動，有利于煤層氣從微孔隙解吸、擴散和流動，提高了煤層氣的滲透率。

附圖說明

圖1為本發明的一種振動增產煤層氣方法的示意圖；

圖中標記為：1：目標煤層或其鄰近巖層；2：振動孔；3：振動設備；4：固定裝置；5：密封裝置。

具體實施方式

本發明以下將結合一個實施例(附圖)作進一步描述：

如圖1所示，本發明的一種振動增產煤層氣方法，具體實施步驟如下：

(1)首先詳細了解目標煤層或其鄰近巖層1的物理特性和地質構造特點，必要時，配合測地應力等測試措施；

(2)在目標煤層或其鄰近巖層1上選擇硬度相對高或密度相對大的方位作為順層或穿層振動孔2的孔位，孔位之間保持適當距離；

(3)采用已知的工具技術逐一對布置的振動孔2的孔位進行鉆孔，振動孔2的外徑應略大于振動設備3的外徑，所述的振動孔2深入目標煤層或其鄰近巖層1的深度以以封孔振動后不誘發瓦斯突出為前提；

(4)振動孔2打好后，利用安裝桿將防爆或本安型振動設備3置入振動孔底，在振動設備3的頂端和底端各固定一個固定裝置4，并在振動設備3與振動孔2之間的間隙內注滿耦合劑，然后在振動孔2的孔口利用密封裝置5進行密封；