[發明專利]調控解吸擴散的煤層氣開采方法

有效

• 申請號: 201510450303.8
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN106401547B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 陳久會
• 申請（專利權）人: 北京昊科航科技有限責任公司
• 主分類號: E21B43/25
• 分類號: E21B43/25
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 涂琪順

一種包括調控煤層氣解吸和擴散方法在內的低成本高效率煤層氣開發解決方法，由井口設備、遠程控制系統和系統控制算法三部分構成，N口井綜合組成一個網絡，監控管理整個采氣區域，綜合利用次聲波、矩陣控制、大數據等現代技術，整體調控區域煤層解吸和擴散采氣，以達到最佳效果。通過控制井口設備以可聞聲波以下(含次聲波)頻率采氣，實現在采氣生產中持續不間斷的給煤層施加這種一定周期波動的壓力，使煤層微結構在這種力的作用下產生周期彈性收縮舒張微變形，改變不同的頻率和單元整體驅動方案，搜索提煉單元解吸擴散特征，跟蹤該特征尋找最佳周期數據，采用最佳周期數據激活地層能量，從而達到低成本快速采出煤層氣的目的。

技術領域

本發明屬于地下能源開采技術領域，尤其涉及到一種煤層氣高效開采方法。

背景技術

煤層氣是一種清潔環保能源，儲量豐富，但是，從美中兩國的開發情況看，比較容易開采的儲量大約只占10％，90％的煤層氣屬于難采煤層氣，如果把煤層氣做為資源來開發，就必須解決難采煤層氣的開采技術問題。

已有的排水降壓采氣工藝，完成的就是解吸→擴散→滲流→采氣這樣一個串聯發生的過程，其單井產量(每天從煤層內部運移到井筒內的煤層氣的多少)取決于前3個步驟中最慢的一步。

對于難采煤層氣井，過了初期的排水期以后，產水很少甚至不產水，產氣量進入相對穩定期，這個穩定期也就是低產期。對于這類煤層而言，游離態甲烷氣的滲流在其運移中不占主導地位，而解吸和擴散常常成為其運移的主控因素。難采煤層氣就難在煤層氣的解吸和擴散上，沒有其他因素的干預，這兩個過程的完成需要很長時間，致使煤層氣單井產量低，現在所采用的系列開采技術不能直接調控上述主控因素來提高單井產量，因而并不完全適用于這種煤層的煤層氣開發。

為了盡快開采煤層氣，盡快的完成解吸和擴散，就是盡可能的排出煤層氣的水，使煤層氣減壓，然后就會加快解吸和滲流，為此，人們想了許多辦法，其中：

CN/201410511073.7公開了一種利用高能聲電復合技術提高煤層透氣性的方法，通過向鉆孔、鉆井中注水，將聲電復合作用器放置到指定位置，作用器在煤層各個區段反復作用后，起出聲電復合作用器等設備，再對煤層鉆孔進行抽采。

CN/201110027312.8公開了一種基于重復頻率沖擊波的地面抽采煤層氣井改造方法，采用向煤層氣井中持續注入本井或鄰井抽排出的地下水到井口高度，將高聚能大功率電脈沖裝置的井下設備送到煤層，用電脈沖裝置的井下設備在每個作業點進行重復頻率沖擊波處理，處理完畢后起出井下設備，投入排采。

上述兩種方法有三個問題，一個是低壓井注水會損害煤層氣的產出，第二個它是一種短期的作業措施，即使在高壓井的環境下采用這種方法有效，它的有效期也很短，第三個問題是，受煤層含氣吸收影響高壓脈沖作用距離不會很遠，這就可能造成局部煤層粉碎成粉給后 續采氣造成困難；

CN/201310114263.0公開了一種煤層氣降壓排采方法及裝置，采用SY水環真空壓縮機，通過降低井口套壓的方式來降低井底流壓，繼而增加解吸半徑，提高單井產量和最終采收率；SY水環真空壓縮機的機體中裝有適量的水作為工作液；當葉輪旋轉時，水被葉輪拋向四周，在離心力作用下形成中心低壓區，吸入煤層氣，煤層氣與水一起進入分離器，分離以后的氣體進入采氣管線，水再回到泵內循環使用，源源不斷抽出井內氣體。

這種方法有三個問題，一個是水環式真空泵系統抽氣效率低，能耗高，經濟上不一定合理，另一個問題是產生一個穩定壓差以后部分解吸→擴散→滲流通道也會因壓差的加大而堵塞和封閉，第三個問題是需要在井口設置汽水分離設備，不僅增加設備投資，也增加了能耗。

CN/201310697940.6公開了一種煤層氣用的毛細管壓力測試系統，為了防止井下液體進入傳壓筒，傳壓筒底部安裝了單向定壓差導通閥，如果通過該閥測量井下壓力，只需把供氣壓力加上一個固定壓差就可以了，是一種適合于煤層氣井生產的長久壓力測試監測系統。