[發(fā)明專利]煤層氣洞穴熱力完井方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010593345.4
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102080529A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王柱軍;胥向明;張建民;梁紅義;夏艷東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B43/295
• 分類號: E21B43/295;E21B43/243;E21B33/14;E21B7/28;E21B7/20;E21B21/00
• 代理公司: 盤錦遼河專利代理有限責(zé)任公司 21106
• 代理人: 張維龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬煤層氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤層氣洞穴熱力完井方法。

背景技術(shù)

洞穴完井是一種主要的煤層氣完井技術(shù)，中石油、中聯(lián)煤在沈北地區(qū)和BP在吐魯番均有試驗，初期效果良好，但在排采期間由于裸露煤層易坍塌，導(dǎo)致井筒撈砂作業(yè)頻率高甚至井筒損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種在熱力條件下洞穴完井，井筒周圍煤層穩(wěn)固，不易坍塌，點火易燃易控制，可用于盲孔式煤炭地下氣化的煤層氣洞穴熱力完井方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

煤層氣洞穴熱力完井方法，可按如下步驟實施：

(1)煤層頂部進(jìn)行防高溫水泥套管固井；

(2)鉆至煤層下方50～80米后，煤層段擴(kuò)孔完井；

(3)清除井筒內(nèi)煤粉；

(4)下入熱力完井組合管柱至洞穴中部；

(5)注入硅烷、氧氣，洞穴部位開始燃燒，加熱煤層；

(6)當(dāng)溫度高于600℃后，依據(jù)返排氣體的成分檢測結(jié)果，確定是否停供硅烷；

(7)當(dāng)溫度升高至1500℃時，停止氧氣供應(yīng)。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述步驟(1)中，于煤層頂部15～20米進(jìn)行防高溫水泥套管固井。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述步驟(4)中熱力完井組合管柱包括金屬套管、位于金屬套管之內(nèi)的耐高溫油管、耐高溫封隔器、燃燒器、配于井口的產(chǎn)出氣檢測系統(tǒng)接口、硅烷注入系統(tǒng)接口及氧氣注入系統(tǒng)接口；所述耐高溫封隔器固接于金屬套管與耐高溫油管之間；所述燃燒器與井口固定配接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點：

1、熱力條件下洞穴完井，井筒周圍煤層穩(wěn)固，不易坍塌。

2、洞穴周圍煤層滲透率變高。

3、利用硅烷進(jìn)行地下點火，易燃易控制，效果好。

4、該方式可用于盲孔式煤炭地下氣化。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明熱力完井組合管柱整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為產(chǎn)出氣檢測系統(tǒng)接口；2為井口；3為硅烷注入系統(tǒng)接口；4為氧氣注入系統(tǒng)接口；5為金屬套管；6為耐高溫油管；7為耐高溫封隔器；8為擴(kuò)孔洞穴；9為燃燒器。

具體實施方式

參見圖1所示，煤層氣洞穴熱力完井方法，可按如下步驟實施：

(1)煤層頂部進(jìn)行防高溫水泥套管固井；

(2)鉆至煤層下方50～80米后，煤層段擴(kuò)孔完井；

(3)清除井筒內(nèi)煤粉；

(4)下入熱力完井組合管柱至洞穴中部；

(5)注入硅烷、氧氣，洞穴部位開始燃燒，加熱煤層；

(6)當(dāng)溫度高于600℃后，依據(jù)返排氣體的成分檢測結(jié)果，確定是否停供硅烷；

(7)當(dāng)溫度升高至1500℃時，停止氧氣供應(yīng)。

所述步驟(1)中，于煤層頂部15～20米進(jìn)行防高溫水泥套管固井。

本發(fā)明所述步驟(4)中熱力完井組合管柱包括金屬套管5、位于金屬套管5之內(nèi)的耐高溫油管6、耐高溫封隔器7、燃燒器9、配于井口的產(chǎn)出氣檢測系統(tǒng)接口1、硅烷注入系統(tǒng)接口3及氧氣注入系統(tǒng)接口4；所述耐高溫封隔器7固接于金屬套管5與耐高溫油管6之間；所述燃燒器9與井口固定配接。

沈陽北部某區(qū)塊，長焰煤，含水少、易脆，中聯(lián)煤、中油遼河石油勘探局均在該地區(qū)洞穴完井試采試驗，壓力最高2.0MPa。長城鉆探在該地區(qū)計劃實施洞穴熱力完井。

1、煤層頂部15～20米左右防高溫水泥套管固井；

2、鉆至煤層下方50米后，煤層段擴(kuò)孔完井；

3、清除井筒內(nèi)煤粉；

4、下入熱力完井組合管柱(見圖1)至洞穴中部；

5、一定壓力下注入硅烷、氧氣，洞穴部位開始燃燒，加熱煤層；

6、煤層在溫度升高的過程中，產(chǎn)生以下情況：

干燥階段(-110℃)主要蒸發(fā)煤表面的吸附水份，需要吸收大量的熱。

解吸階段(110～250℃)釋放出原料煤孔隙中吸附的氣體CO₂、CO、CH₄等。同時也析出部分結(jié)晶水，為吸熱過程。

熱解初期(250～300℃)有機(jī)質(zhì)分子中對熱不穩(wěn)定的側(cè)鏈基團(tuán)首先發(fā)生脫氧、脫硫等作用，生成CO₂、CO、H₂S和水汽，有機(jī)質(zhì)也開始解聚，產(chǎn)生少量焦油。