[發明專利]一種煤儲層的生物增透方法

有效

• 申請號: 201210417802.3
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102900411A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 郭紅玉;蘇現波;夏大平;馬俊強;張雙斌;林曉英;劉曉;宋金星;藺海曉
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22;E21B43/26
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

技術領域

本發明屬于煤礦生產技術領域，具體涉及一種利用微生物提高中低階煤儲層滲透率的煤儲層的生物增透方法。

背景技術

目前，人們對某些特定的微生物利用煤作為原料轉化為生物成因甲烷已經達成共識，即在中低煤階煤煤儲層中，只要溫度、壓力、pH值、Eh值、礦化度和營養物質滿足微生物的生長要求，完全可以把煤轉化為甲烷為主的氣體，微生物對煤的轉化將獲得持續的煤層氣資源。美國粉河盆地目前采出的煤層氣總量遠遠高于勘探階段發現的資源總量，表明微生物作用產生的煤層氣資源不可忽視。中國淮南和霍州礦區存在二氧化碳還原成因的次生生物氣，其資源份額占20%左右。可以說幾乎所有的低煤階盆地，或多或少都有微生物成因的甲烷存在。

煤儲層滲透率是煤層氣開發和煤礦瓦斯治理的關鍵參數，迄今為止煤儲層主要通過純粹的物理手段進行增透，比如水力壓裂、裸眼洞穴，保護層開采、本煤層松動爆破、水力割縫和水力掏槽等措施，但煤儲層滲透率偏低依然是煤層氣開發和煤礦瓦斯抽采的瓶頸，尤其是碎裂煤和糜棱煤特低滲現狀仍然困擾著瓦斯抽采與煤層氣產業發展。生物化學作用可以對煤進行部分降解，也即是通過微生物“吃掉”煤轉化為生物甲烷或其它小分子有機物，顯著提高煤儲層的裂隙數量、寬度及其連通性，且煤顆粒越小微生物利用煤進行代謝速度越快，這對特低滲的碎粒煤和糜棱煤來說有重要價值，煤儲層的生物增透技術對提高煤層氣井日產量和總產量以及煤礦瓦斯抽采效果有重要意義。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種煤儲層的生物增透方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種煤儲層的生物增透方法，依次包括以下步驟，

（1）、選擇鏡質組反射率R_o,_max＜1.60%的中低階煤儲層；

（2）、通過鉆井或者其它方式形成向煤層注入液體的通道；

（3）、選擇并培養適宜厭氧環境且能有效利用煤的微生物菌種；

（4）、通過水力壓裂或者其它方式把含有微生物菌種的營養液注入煤儲層；

（5）、根據煤階不同，確定關井時間的基本原則：反射率R_o,_max=1.00%~1.60%的煤儲層關井時間不低于3個月，R_o,_max＜1.00%的煤儲層關井不低于1個月；

（6）、按照常規煤層氣井排采或瓦斯抽采工序組織后續生產；

（7）、效果檢驗：把沒有采用微生物增透且條件相同的煤層氣井作為參照，對比增透后煤層氣井的日產量、產氣總量及其他指標。

所述的步驟（3）微生物菌種為發酵菌或產甲烷菌，微生物菌種利用煤作為原料，即微生物吃掉煤轉化為甲烷和其它易溶的小分子有機物。

所述步驟（4）中微生物菌種注入煤層的方式是伴隨著地面煤層氣井水力壓裂或者裸眼洞穴，或者采用煤礦井下水力化措施，或者專門為注入微生物菌種而進行施工。

所述煤礦井下水力化措施包括水力割縫或水力掏槽。

所述步驟（5）在關井期間，通過注入通道向煤儲層補注微生物菌種的營養液，每次補注的時間間隔為10?~15天。

所述步驟（7）中在煤礦井下進行效果檢驗時，對比與相鄰鉆孔對比瓦斯抽采濃度、抽采量及其他指標。

采用上述技術方案，微生物菌種的營養液注入煤儲層后關井，通過微生物化學作用對煤進行部分降解，轉化為生物甲烷和其它易溶的小分子有機物，在提高煤層氣資源量的同時增加了煤儲層的孔隙度和裂隙連通性，實現提高煤儲層滲透率的目標。煤儲層增透技術是煤層氣資源開發和煤礦瓦斯治理的關鍵環節，本發明針對中低煤階儲層提出了一種利用生物技術增透工藝，通過微生物對煤的降解，達到增加煤儲層滲透性的目的，為提高煤層氣資源開發和煤礦瓦斯抽采有重要意義。

本發明主要針對鏡質組反射率R_o,_max＜1.60%的中低階煤儲層，將含有微生物菌種的營養液注入煤儲層，微生物把煤作為原料，通過生物化學作用對煤進行降解，把一部分煤轉化為生物甲烷，不但提高了煤層氣的資源量，同時還能提高煤儲層的裂隙數量、寬度和連通程度，提升煤儲層的透氣性，突破傳統煤儲層僅靠物理手段增透的局限性，為低滲煤儲層的煤層氣資源開采和瓦斯治理提供了一種增透技術。

具體實施方式

本發明的一種煤儲層的生物增透方法，依次包括以下步驟，