[發明專利]一種煤層氣與煤共采方法

有效

• 申請號: 201210356627.1
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103670338A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 陳峰;張樹川;甘中學
• 申請（專利權）人: 新奧氣化采煤有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/295;E21B43/26;E21B43/16;E21F7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王旭

1.一種煤層氣與煤共采方法，所述方法包括：

1)鉆井步驟：由地面向煤層進行鉆井以提供使所述煤層與地面連通的至少一個進氣鉆孔和至少一個出氣鉆孔；

2)壓裂貫通步驟：由所述進氣鉆孔向所述煤層注入含有二氧化碳的壓裂介質，強制所述壓裂介質在所述煤層中流動，并由所述出氣鉆孔排出，從而使所述進氣鉆孔和所述出氣鉆孔在所述煤層中連通；

3)抽采煤層氣步驟：由所述進氣鉆孔向所述煤層注入驅替介質，對所述煤層中的煤層氣進行驅替，并由所述出氣鉆孔收集；

4)點火步驟：在所述出氣鉆孔底部的煤層中建立火區，以引燃所述煤層；以及

5)地下氣化步驟：由所述進氣鉆孔向所述煤層注入含二氧化碳的氣化劑，所述氣化劑與所述煤層進行氣化反應和熱解反應，產生熱能和氣化煤氣，所述熱能向所述煤層內部傳遞以產生熱解煤氣，同步驅替所述煤層氣以產生游離甲烷，所述游離甲烷與所述氣化煤氣、所述熱解煤氣一起從所述出氣鉆孔排出并收集。

2.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述壓裂介質是二氧化碳和氧氣的混合物，并且其中氧氣的體積濃度為20％以下。

3.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述方法還包括：

6)回收CO₂步驟：將所述地下氣化步驟中產生的CO₂進行回收，并且將所回收的CO₂的一部分用作所述氣化劑。

4.根據權利要求3所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述方法還包括：

7)CO₂封存步驟：在所述進氣鉆孔和所述出氣鉆孔之間的煤層完成所述地下氣化后，將回收的部分CO₂填充到燃空區，進行埋藏和封存。

5.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，還包括在所述點火步驟4)之前進行安全檢測步驟以確保點火安全。

6.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，在所述抽采煤層氣步驟3)中，對所述煤層中的煤層氣進行驅替是注入CO₂或氮氣進行驅替。

7.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述進氣鉆孔或所述出氣鉆孔由定向鉆孔和垂直鉆孔構成。

8.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述進氣鉆孔和所述出氣鉆孔由垂直鉆孔構成。

9.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述建立火區通過電點火或固體燃料點火。

10.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述地下氣化包括正向燃燒、逆向燃燒或后退注氣點燃燒。

11.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述鉆井按照煤層主裂隙垂直方向鉆水平井。

12.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述壓裂貫通步驟中使用的CO₂為氣態、液態或超臨界態CO₂，或者是由液態CO₂、水凍膠和化學添加劑組成的混合液。

13.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，在所述壓裂貫通步驟中，當所述進氣鉆孔中的壓力迅速下降并且所述出氣鉆孔的出氣流量為100Nm³/h以上時，所述進氣鉆孔和所述出氣鉆孔在所述煤層中已經形成連通。

14.根據權利要求1所述的煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述地下氣化步驟中，所述含二氧化碳的氣化劑中的氧氣體積濃度為20～70％，以保證灰分不發生熔融。

15.根據權利要求14所述的一種煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述地下氣化步驟中，所述含二氧化碳的氣化劑中的氧氣體積濃度為20～50％，用于構建氣化通道。

16.根據權利要求15所述的一種煤層氣與煤共采方法，其特征在于，所述地下氣化步驟中，所述含二氧化碳的氣化劑中的氧氣體積濃度為40～70％，用于所述氣化通道構建完成后的煤層氣化。