[發明專利]一種超聲波與遠紅外加熱協同作用的煤層氣抽采方法

有效

• 申請號: 201710965404.8
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107476786B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 張永利;尚文龍;馬玉林;程瑤;蘇暢;馬凱
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/24
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 趙嬛嬛

本發明提供一種超聲波與遠紅外加熱協同作用的煤層氣抽采方法，包括：在抽采現場施工氣體抽采豎直井，在豎直井內施工斜分支井，將耐高溫高壓井套安裝到豎直井和斜分支井中；在每個斜分支井內設置帶有溫度傳感器一的遠紅外加熱發生端，該遠紅外加熱發生端與紅外加熱集成控制端連接；在豎直井內設置超聲波換能器，該超聲波換能器與超聲波發生裝置連接；將煤層氣抽采管插入豎直井內，煤層氣抽采管與氣體抽采收集裝置連接；在豎直井內設置溫度傳感器二，溫度傳感器二與紅外加熱集成控制端連接；在豎直井井套上部和底部安裝固定封口裝置以形成密閉抽采空間，啟動超聲波發生裝置；啟動紅外加熱集成控制端；啟動氣體抽采收集裝置，實施煤層氣抽采。

技術領域

本發明屬于煤層氣開采技術領域，具體涉及一種超聲波與遠紅外加熱協同作用的煤層氣抽采方法，可實現煤層增透，煤層氣增產，尤其適合我國高瓦斯壓力、低滲透性煤層。

背景技術

開發利用煤層氣資源可增加新的潔凈能源，改善能源結構，減少溫室氣體排放，保護大氣環境，而且可以降低或避免煤層氣事故發生造成的巨大損失，對社會、經濟、環境都有重大的現實意義。然而由于我國特殊的地質條件，決定了我國大部分煤層氣儲層為高儲量、低滲透的特征，導致大部分煤層氣抽采困難，嚴重影響煤層氣產量。

煤層氣抽排方式中，地面鉆井預抽排最有工業利用價值。但在地面鉆井抽采煤層氣過程中，由于我國特殊的煤層地質條件，煤層氣儲層滲透性差，導致氣體抽采存在一定困難，嚴重影響了煤層氣抽采利用率。因此，如何提高煤層氣儲層滲透性、增加氣體活性以促進煤層氣解吸運移實現煤層氣增產是煤層氣生產中至關重要的技術問題。煤儲層溫度的升高可以有效的提高儲層氣體的活性，導致儲層氣體大量解吸運移，而在氣體運移過程中氣體運移通道大小決定氣體運移速度和運移量。目前亟需一種新的煤層氣抽采方法來解決地面鉆井抽采煤層氣過程中面臨的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種超聲波與遠紅外加熱協同作用的煤層氣抽采方法，該方法可以有效增加煤儲層的溫度，促進儲層內部的孔隙裂隙進一步發育，為煤層氣的運移提供通道，從而提高煤層氣的開采效率和產量。本發明的技術方案為：

一種超聲波與遠紅外加熱協同作用的煤層氣抽采方法，包括以下步驟：

(1)在抽采現場施工氣體抽采豎直井穿透煤層，在豎直井內施工若干個斜分支井，將預制好的耐高溫高壓井套安裝到豎直井和斜分支井中以支撐豎直井和斜分支井的井筒；

(2)在每個斜分支井內設置帶有溫度傳感器一的遠紅外加熱發生端，所述帶有溫度傳感器一的遠紅外加熱發生端通過耐高溫高壓數據傳輸電纜一與紅外加熱集成控制端連接；

(3)在豎直井內設置超聲波換能器，所述超聲波換能器通過耐高溫高壓數據傳輸電纜二與超聲波發生裝置連接；

(4)將煤層氣抽采管插入豎直井內至距離井底0.5米處，所述煤層氣抽采管與氣體抽采收集裝置連接；

(5)在豎直井內設置溫度傳感器二，所述溫度傳感器二通過耐高溫高壓數據傳輸電纜三與所述紅外加熱集成控制端連接；

(6)在豎直井井套上部和底部安裝固定封口裝置以形成密閉抽采空間，啟動超聲波發生裝置，所產生的超聲波通過耐高溫高壓數據傳輸電纜二傳送到超聲波換能器，對井下煤層氣儲層進行超聲波輻射；

(7)啟動紅外加熱集成控制端，對井下煤層氣儲層進行遠紅外輻射，監控所述豎直井內和所述斜分支井內的溫度，實現儲層加熱；

(8)啟動氣體抽采收集裝置，實施煤層氣抽采。

進一步地，所述若干個斜分支井對稱分布于所述豎直井的兩側，每個斜分支井與水平線的夾角為30度。

進一步地，所述帶有溫度傳感器一的遠紅外加熱發生端設置于所述斜分支井的中心位置，用于對斜分支井內進行溫度控制。