[發(fā)明專利]基于廢棄煤層氣井改造的采空區(qū)煤層氣抽采井及抽采方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310450311.7
• 申請日: 2023-04-24
• 公開（公告）號: CN116398225A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉小磊;張小雨;賈天讓;高保彬;魏致遠(yuǎn);馮陣東;李兵兵;原白云;楊娟;張興潤;羅明坤
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 胡麗華

本發(fā)明涉及一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區(qū)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、封隔器，封隔器位于煤層氣井直井段內(nèi)，水平井造斜位置位于封隔器上方，并與煤層氣井直井段連通，水平井分支條數(shù)根據(jù)煤層氣井直井段在采空區(qū)的位置進行確定，水平井水平段長度根據(jù)煤層氣井直井段在采空區(qū)的位置與切眼的距離進行確定。其抽采方法包括煤層氣井選取，抽采井設(shè)置，抽采作業(yè)等三個步驟。本發(fā)明有效的實現(xiàn)了對廢棄的煤層氣井重新利用，從而實現(xiàn)在進行采空區(qū)煤層氣抽采作業(yè)時，大量節(jié)省地面鉆井的人力、物力、財力成本，充分利用采空區(qū)上覆巖層卸壓產(chǎn)生的裂縫進行抽采，減少采空區(qū)瓦斯向地面的泄露。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區(qū)煤層氣抽采井及抽采方法，屬煤層氣開采技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤炭是我國主要能源，當(dāng)前和今后較長時期內(nèi)，煤炭在我國能源體系中的主體地位和壓艙石作用不會改變。煤層氣是指儲存在煤層中以甲烷為主要成分的烴類氣體，俗稱瓦斯，瓦斯即是潔凈能源又是我國煤礦安全生產(chǎn)的頭號威脅。煤層氣開發(fā)對于減少溫室氣體排放、保障煤礦安全和能源安全具有重要作用。我國煤層氣開發(fā)區(qū)主要在煤礦區(qū)，隨著煤炭開采和煤層氣開發(fā)，采空區(qū)沉降導(dǎo)致開采后的殘留煤炭、鄰近不可采煤層、頂?shù)装搴瑲饷合祹r層中仍殘存有大量的煤層氣資源均向采空區(qū)積聚，隨著時間延長，大量甲烷涌入大氣，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，同時，采空區(qū)存在大量廢棄的地面抽采井，造成資源浪費。

現(xiàn)有煤層氣井，無論是直井還是水平井多在煤層或煤層頂板附近，且煤炭開采前已經(jīng)施工完畢，煤炭開采后，井筒已損壞，無法再次利用進行采空區(qū)抽采，但煤層氣井直井段可能保存完好。

為節(jié)約資源與解決現(xiàn)有技術(shù)在采空區(qū)抽采方法的不足，本發(fā)明提供了一種便于采空區(qū)煤層氣抽采的基于廢棄煤層氣井改造的采空區(qū)煤層氣抽采井及抽采方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區(qū)煤層氣抽采井及抽采方法，該發(fā)明有效的實現(xiàn)了對廢棄的直井重新利用，從而實現(xiàn)在進行煤層氣抽采作業(yè)時，大量節(jié)省地面鉆井的人力、物力、財力成本，同時在煤炭開采后在采空區(qū)上方穩(wěn)定巖層中布置水平井，有利于井筒維護，充分利用采空區(qū)上覆巖層卸壓產(chǎn)生的裂縫進行抽采，減少采空區(qū)瓦斯向地面的泄露，有效解決了采空區(qū)瓦斯抽采及泄露問題，并獲得了清潔的天然氣資源。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區(qū)煤層氣抽采井及抽采方法，包括煤層氣井直井段、封隔器、水平井水平段，封隔器位于煤層氣井直井段內(nèi)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，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，為防止氣體爆炸或燃燒，鉆進過程循環(huán)介質(zhì)采用氮氣或惰性氣體，水平井水平段全部下套管或篩管完井，若下套管完井，需進行定向射孔，將井筒與采空區(qū)通過裂隙溝通。

一種基于廢棄煤層氣井改造的采空區(qū)煤層氣抽采井及抽采方法，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井段進行勘測，確定廢氣的煤層氣井直井段的結(jié)構(gòu)受損部位；另一方面勘測采空區(qū)煤層氣含量；

S2，抽采井設(shè)置，完成S1步驟后，臨近煤層氣井直井段結(jié)構(gòu)受損部位處，在煤層氣井直井段內(nèi)設(shè)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(jié)構(gòu)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(qū)上部的裂隙帶位置中相對穩(wěn)定的巖層，并靠近冒落帶位置處開設(shè)水平井，并在水平井水平段進行全井段套管或篩管固井，若套管固井，需進行定向射孔，將水平井通過裂隙與采空區(qū)溝通，并在直井井口安設(shè)負(fù)壓抽采設(shè)備；

S3，抽采作業(yè)，完成S2步驟后，即可在負(fù)壓抽采設(shè)備驅(qū)動下，將煤層采空區(qū)通過裂隙散溢到水平井內(nèi)的氣體由直井輸送至地面煤層氣抽采管網(wǎng)，從而完成煤層氣抽采。