[發(fā)明專利]一種煤炭地下原位熱解的布井結(jié)構(gòu)及其構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010987906.2
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112160738B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳志強(qiáng);張杰;郭偉;楊伯倫;李明杰;魏進(jìn)家
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: E21B43/30
• 分類號: E21B43/30;E21B43/295;E21B43/26;E21B43/267;E21B43/24;E21B43/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發(fā)明公開一種煤炭地下原位熱解的布井結(jié)構(gòu)及其構(gòu)建方法，包括：將煤炭儲層劃分為多個煤層厚度在0.5～5m之間的煤炭待開采層，在不同的煤炭待開采層布署布井模塊。布井模塊有雙U形、三角形、四邊形、六邊形等形狀。根據(jù)煤炭待開采層的厚度和面積在水平方向及豎直方向上布署多個布井模塊進(jìn)行煤炭地下原位熱解。布井模塊中的生產(chǎn)井和注入井的井管結(jié)構(gòu)都為套管式，注入井第一通道用于輸送熱載體、第一環(huán)形空間用于輸送壓裂介質(zhì)和支撐劑、第二環(huán)形空間用于放置保溫層和電加熱元件。本發(fā)明采用模塊化布井方式，可以根據(jù)煤炭儲層的厚度和面積大小，采用不同模塊進(jìn)行布井，靈活多變的布井方式能夠使得煤炭開采面積最大化，其次，能夠提高煤炭儲層的加熱效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤炭開采領(lǐng)域，具體涉及一種煤炭地下原位熱解的布井結(jié)構(gòu)及其構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

煤炭地下原位熱解技術(shù)是指煤炭不經(jīng)過開采，直接在地層通過載體進(jìn)行熱解反應(yīng)，將熱解后的油氣產(chǎn)物導(dǎo)出地面并進(jìn)行后續(xù)分離以及深加工。煤炭地下原位熱解技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于安全環(huán)保、加熱效率高、經(jīng)濟(jì)效益好。實(shí)現(xiàn)煤炭地下原位熱解的關(guān)鍵在于選擇一種合理的布井方式，通常煤炭儲層中的煤層并不是連續(xù)的，煤層中間夾雜如粉砂層、粉砂巖、細(xì)粒砂巖、中粒砂巖等巖石層。

而現(xiàn)有的煤炭地下氣化以及油頁巖原位熱解相關(guān)領(lǐng)域采取的布井方式均為整體式布井，即在開采區(qū)域布署幾個直通地面的加熱井、注氣井、生產(chǎn)井。這種布井方法并不能很好的對煤層進(jìn)行加熱，且很難對煤炭儲層中不同厚度的煤層都加以開采，所以不適用于煤炭地下原位熱解。目前，對于煤炭地下原位熱解的研究相對較少，而布井方式的合理性和科學(xué)性對煤炭地下原位熱解的升溫效率和產(chǎn)物產(chǎn)率的提高至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種煤炭地下原位熱解的布井結(jié)構(gòu)，以提高煤炭地下原位熱解時的熱解效率以及產(chǎn)物產(chǎn)率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種煤炭地下原位熱解的布井結(jié)構(gòu)，包括：若干布井模塊；

每個布井模塊包括一個生產(chǎn)井和至少兩個注入井；注入井為L型，由注入井豎直段和兩個或兩個以上注入井水平段構(gòu)成；

以生產(chǎn)井為中心，至少兩個注入井的注入井豎直段圍繞在生產(chǎn)井周圍，且通過注入井水平段與生產(chǎn)井相連。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：煤炭儲層劃分為多個煤炭待開采層；每個煤炭待開采層布置一個或者多個布井模塊。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：一個布井模塊由兩個注入井和一個生產(chǎn)井呈雙U型布署。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：布井模塊的多個注入井豎直段成三角形、四邊形或六邊形布置。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：每個煤炭待開采層的厚度為0.5～5m；注入井豎直段長度在0.5～5m之間，注入井水平段長度在10～100m之間，生產(chǎn)井的長度在0.5～5m之間，注入井豎直段和注入井水平段以及生產(chǎn)井孔徑在300～500mm之間。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：注入井豎直段與生產(chǎn)井間距在10～100m之間。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：同一注入井的注入井水平段間距在1～5m之間。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：注入井水平段，由兩個傾斜管道和一個水平管道構(gòu)成，傾斜管道與水平管道的夾角在15°～30°之間，傾斜管道與水平管道的長度均在4～40m之間。

將煤炭地下儲層劃分為多個煤炭待開采層，：每個煤炭待開采層的厚度為0.5～5m。在每個煤炭待開采層至少布置一個布井模塊，也可布置兩個及兩個以上布井模塊。

一個布井模塊至少由兩個注入井和一個生產(chǎn)井構(gòu)成，注入井豎直段長度在0.5～5m之間，水平段長度在10～100m之間，生產(chǎn)井的長度在0.5～5m之間，注入井豎直段和水平段以及生產(chǎn)井孔徑在300～500mm之間。