[發明專利]一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發方法

有效

• 申請號: 202210459217.3
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114876428B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 王振東;楊甫;馬麗;付德亮;段中會
• 申請（專利權）人: 陜西省煤田地質集團有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B43/22;E21B43/26;E21B43/295
• 代理公司: 西安賽嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 61275
• 代理人: 李東京

本發明提供了一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發方法，該方法包括：將選定的富油煤層劃分為多個區塊，對每個區塊的富油煤進行梯級開發；用微生物對煤層進行第一級開發，提取煤層中的煤焦油和氣；再通過加熱流體對煤層進行第二級開發，第二次提取煤層中的煤焦油；再向煤層注入氣化劑對煤層進行第三級開發，將煤層殘留的固定碳轉化為可燃氣體；最后將徑向井周圍煤層氣化后形成的氣化空腔進行填充。本發明將富油煤開發區劃分為多個富油煤區塊，可降低整個富油煤開發項目的施工難度，提高對富油煤資源的利用效率。

技術領域

本發明屬于富油煤開采技術領域，具體涉及一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發方法。

背景技術

富油煤是一種煤基油氣資源，是我國油氣資源的重要補充。地下原位轉化技術是實現煤炭資源向低碳化和綠色開發的主要方向，相較于傳統的煤炭資源開發工藝，可降低對環境的破壞，提高資源利用率，降低運輸和人工成本。富油煤的地下原位轉化技術主要包括地下原位氣化和地下原位熱解。地下原位氣化是在地下原位將富油煤點燃，進行有控制的燃燒，將富油煤轉化為氣體，提取至地表分級分質利用。地下原位熱解是在高溫條件下，將富油煤中的有機質裂解為煤焦油和氣，而后將產物提取至地表分級分質利用。

現有的地下原位轉化技術多為單一的地下原位氣化和地下原位熱解技術，專利CN113803040A提出了一種富油煤地下原位氣化與熱解一體化共采方法，該方案中的導熱柱施工較為困難、成本較高，且未對地下原位產生的氣化腔進行處理，可能使煤層頂板坍塌，阻斷氣化工藝的進行。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發方法,通過模塊化和梯級開發的方法解決現有技術對煤層利用不充分，及煤層氣化后空腔易坍塌的問題，降低對富油煤資源進行綜合利用的開發難度。

為達上述目的，本發明提供了一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、將富油煤開發區分為多個富油煤區塊；

步驟二、在每個富油煤區塊內鉆進一口注入井和一口生產井，注入井和生產井鉆進至煤層底板以下，注入井和生產井之間用數個徑向井連通，對注入井和生產井全井段固井，并向徑向井中下入套管，然后對徑向井進行射孔作業；

步驟三、從注入井向煤層注入微生物發酵液，所述微生物發酵液壓力大于煤層起裂壓力，然后關閉注入井和生產井，進行第一級開發，第一級開發停止后從生產井中抽取反應產物，并在地面進行分離；

步驟四、向注入井中下入井下加熱器，向生產井中下入產物抽取管，并在產物抽取管下部設置耐高溫封隔器，耐高溫封隔器位于上部徑向井和下部徑向井之間；向煤層中注入加熱流體對煤層加熱進行第二級開發，所述加熱流體的壓力大于煤層起裂壓力，加熱流體將煤層由下至上熱解，然后將下部煤層的產物與上部煤層的產物提取至地面分離；

步驟五、對煤層的第二級開發完成后，向生產井中填充過濾層，然后從注入井向下層徑向井中下入管狀點火器，并注入氣化劑；

步驟六、對煤層進行氣化作業進行第三級開發，氣化產物由生產井提取至地面分離，下層徑向井周圍的煤層氣化后形成氣化空腔，然后通過管狀點火器向氣化空腔中填充固體顆粒，最后注入耐高溫早強水泥漿液，將固體顆粒固結；

步驟七、重復步驟六，將煤層由下至上氣化，并將氣化空腔填充。

進一步的，所述固體顆粒由超臨界二氧化碳攜帶至氣化空腔。

進一步的，所述微生物發酵液為黃袍原毛平革菌，所述微生物發酵液不僅可提取煤層中的煤焦油和氣，還可增強煤層的造縫效果，提升后續工藝的開發質量。

進一步的，用步驟三和步驟四中的產物對注入的加熱流體在地面進行預熱。