[發明專利]煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采方法、結構及構造方法

在審

• 申請號: 202011077949.3
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112081558A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 孫杰;郭嬋妤;侯恩科;張春林;潘海洋;殷榕蔚;左卿伶
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;中國煤炭地質總局勘查研究總院
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/295;E21B43/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張建利

本發明涉及煤炭開采技術領域，尤其涉及煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采方法、結構及構造方法，煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采方法包括：在目的煤層中，對下部煤層進行煤炭地下氣化，同時對上部煤層進行煤層氣抽采；其中，下部煤層和上部煤層相鄰，且下部煤層位于上部煤層的下方。本發明旨在將煤炭地下氣化與煤層氣開采聯合起來，對于復雜難采煤層可進行煤炭地下氣化充分開采，充分利用煤炭地下氣化產生的熱量，進而助力上部煤層中煤層氣的抽采，進一步降低煤層中煤層氣含量，保障煤炭安全高效抽采。

技術領域

本發明涉及煤炭開采技術領域，尤其涉及煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采方法、結構及構造方法。

背景技術

煤層氣是煤炭的共伴生礦產資源，是重要的非常規天然氣資源，但我國煤層氣出差滲透率低、壓力系數低、吸附飽和度低的“三低”特征嚴重制約了煤層氣的高效開采。地層增熱開采是一種新興的煤層氣開采方式，利用增加儲層溫度，提高煤層氣的解吸量，進而提高單井產量，被認為是提高煤層氣產量的有效途徑，但外部提供地層增熱通常會消耗大量能源，適用范圍受限，難以得到有效推廣。

煤炭地下氣化是一種將煤炭直接在鉆孔或者巷道將煤炭在地層的原位空間進行控制燃燒，在一系列化學作用下，將固態的煤炭變化為氣體，進行利用的方法。煤炭地下氣化在地下進行燃燒時可產生大量的熱能，目前該部分熱能通常直接散掉，無法有效得到利用或收集。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采方法，旨在將煤炭地下氣化與煤層氣開采聯合起來，對于復雜難采煤層可進行煤炭地下氣化充分開采，充分利用煤炭地下氣化產生的熱量，進而助力上部煤層中煤層氣的抽采，進一步降低煤層中煤層氣含量，保障煤炭安全高效抽采。

本發明還提出一種煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采結構。

本發明還提出一種煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采結構的構造方法。

根據本發明第一方面實施例的煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采方法，包括：

在目的煤層中，對下部煤層進行煤炭地下氣化，同時對上部煤層進行煤層氣抽采；

其中，所述下部煤層和所述上部煤層相鄰，且所述下部煤層位于所述上部煤層的下方。

根據本發明的一個實施例，所述對下部煤層進行煤炭地下氣化，同時對上部煤層進行煤層氣抽采的步驟后，還包括：

對所述上部煤層進行開采。

根據本發明的一個實施例，所述上部煤層與所述下部煤層之間的距離小于或等于50m。

根據本發明第二方面實施例的煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采結構，包括直井和水平井，所述直井自上而下貫穿所述目的煤層，所述水平井包括直井段、造斜段和水平段，所述直井段自上而下貫穿所述目的煤層，每個所述目的煤層中均設置所述水平段，所述直井段通過所述造斜段與所述水平段的一端連通，所述水平段的另一端與所述直井連通。

根據本發明的一個實施例，所述直井位于所述目的煤層中的部分構造有造穴段，所述造穴段與所述水平段連通。

根據本發明第三方面實施例的煤炭地下氣化與煤層氣的協同開采結構的構造方法，包括：

直井施工：

自地表向下依次貫穿各所述目的煤層構造所述直井；

水平井施工：

直井段構造：構造所述直井段至最底層的所述目的煤層；

造斜段構造：在所述直井段對應所述目的煤層的位置處構造延伸至所述目的煤層內的所述造斜段；

水平段構造：由所述造斜段位于在所述目的煤層內的端部構造所述水平段與所述直井連通；