[發明專利]基于廢棄煤層氣井改造的采空區煤層氣抽采井及抽采方法

在審

• 申請號: 202310450311.7
• 申請日: 2023-04-24
• 公開（公告）號: CN116398225A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 劉小磊;張小雨;賈天讓;高保彬;魏致遠;馮陣東;李兵兵;原白云;楊娟;張興潤;羅明坤
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/00
• 代理公司: 南京鑫之航知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 胡麗華

1.一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區煤層氣抽采井及抽采方法，其特征在于：所述的基于廢棄煤層氣井改造的采空區煤層氣抽采井及抽采方法包括煤層氣井直井段、水平井水平段和封隔器，所述封隔器位于煤層氣井直井段內與煤層氣井直井段同軸分布，且煤層氣井直井段通過封隔器阻斷，所述水平井水平段至少一條，位于封隔器上方，并與煤層氣井直井段連通。

2.根據權利要求1所述的一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區煤層氣抽采井及抽采方法，其特征在于，所述廢棄煤層氣井可以是直井，也可以是水平井，改造后的水平井水平段處在裂隙帶較為穩定的巖層內且靠近冒落帶，保證井筒的穩定性，煤層氣井改造后通過負壓抽采采空區瓦斯；若煤層頂板圍巖中存在其他類型天然氣，可同時對其進行抽采。

3.基于權利要求1所述的一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區煤層氣抽采井及抽采方法，其特征在于：所述煤層氣抽采方法包括如下步驟：

S1，煤層氣井選取，首先對完成煤層氣開采后的廢氣的煤層氣井直井段進行勘測，確定廢氣的煤層氣井直井段的結構受損部位；另一方面勘測采空區煤層氣含量；

S2，抽采井設置，完成S1步驟后，臨近煤層氣井直井段結構受損部位處，在煤層氣井直井段內設置封隔器，對受損的煤層氣井直井段進行封堵處理；一方面對結構完好的煤層氣井直井段井壁進行修整，得到直井；另一方面以接近煤層采空區上部的裂隙帶位置中相對穩定的巖層，并靠近冒落帶位置處開設水平井，并在水平井水平段進行全井段套管或篩管完井，若套管完井，需進行定向射孔，將水平井通過裂隙與采空區溝通，并在直井井口安設負壓抽采設備；

S3，抽采作業，完成S2步驟后，即可在負壓抽采設備驅動下，將煤層采空區通過裂隙散溢到水平井內的氣體由直井輸送至地面煤層氣抽采管網，從而完成煤層氣抽采。

4.基于權利要求3所述的一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區煤層氣抽采井及抽采方法，其特征在于：所述S1和S2步驟中，在進行水平井鉆井時：

當廢棄煤層氣井位于工作面一端時，或者采空區瓦斯涌出量較大，逸散較快時，可采用L型井進行抽采，在回采工作結束后，用封隔器將煤層氣井直井段下部受損段封隔，由煤層氣井直井段上部完好段向采空區方向鉆水平井水平段，實現單分支L型井改造；

當廢棄煤層氣井位于兩個工作面中間時，可在兩個工作面回采完成后，分別向兩個工作面施工L型水平井水平段，形成倒“T”型井；

當廢棄煤層氣井位于一個工作面中間時，可在該工作面回采完成后，分別向該工作面兩端施工L型水平井，形成倒“T”型井。

5.基于權利要求3所述的一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區煤層氣抽采井及抽采方法，S1和S2步驟中，改造后的水平井水平段長度根據回采工作面及井筒位置來確定，當廢棄煤層氣井在回采工作面一端時，改造后的水平井水平段長度與回采工作面長度一致；當廢棄煤層氣井在兩個回采工作面中部時，改造后的水平井兩側的水平井水平段長度分別為煤層氣井直井段距兩個工作面切眼的距離；當廢棄煤層氣井在回采工作面中間時，改造后的水平井兩側的水平井水平段長度分別為煤層氣井直井段距工作面切眼和工作面停采線的距離。

6.基于權利要求4所述的一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區煤層氣抽采井及抽采方法，S1和S2步驟中，改造后的水平井水平段長度根據回采工作面及井筒位置來確定，當廢棄煤層氣井在回采工作面一端時，改造后的水平井水平段長度與回采工作面長度一致；當廢棄煤層氣井在兩個回采工作面中部時，改造后的水平井兩側的水平井水平段長度分別為煤層氣井直井段距兩個工作面切眼的距離；當廢棄煤層氣井在回采工作面中間時，改造后的水平井兩側的水平井水平段長度分別為煤層氣井直井段距工作面切眼和工作面停采線的距離。