CN104879108A - 一种煤层气u型井注热强化抽采方法 - Google Patents

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Abstract

一种煤层气U型井注热强化抽采方法，涉及一种地下煤层气的开采方法，解决现有煤层气抽采方法抽采率低，不能有效进行煤层气抽采的技术问题。本发明的步骤为：施工垂直井至煤层，施工水平井，连通形成U型井；至少施工三个U型井，一个固井作为注热井，其余作为产气井；水平井平行布置，且处于煤层之中；由注热井向煤层注入150℃～300℃高温过热水，加热煤层；反复循环注入热水直至将煤层加热100℃～250℃以上；从生产井抽采煤层气及地下水。本发明用于地下煤层气的开采，具有能够有效进行煤层气的抽采，加快煤层气抽采速度，提高抽采率的优点。

Description

一种煤层气U型井注热强化抽采方法
技术领域
本发明涉及一种地下煤层气的开采方法，特别是一种利用煤层气U型井抽采煤层气的方法。
背景技术
如图1所示，煤层气U型井是利用一个垂直井1与水平井2组成的连通井。首先施工垂直井1至煤层3，然后施工水平井2。水平井2包括直井2.1和造斜水平井2.2，直井2.1从地面钻进至造斜水平井2.2的造斜点(由埀直开始人工造斜的起点)A时，开始以一定曲率弯曲至造斜水平井2.2的着陆点(井眼轨迹中井斜角达到90°的点)B，然后继续定向水平钻进，使造斜水平井2.2和垂直井1连通。水平井2的水平段往往具有一定的斜度，便于水流向垂直井1，并由垂直井1内安装的排水泵将煤层气、水排至地面。
现有技术的煤层气抽采方法，对于透气性低的煤层，水平井仅仅相当于煤层中的一个水平钻孔，开采煤层气的范围极其有限；对于渗透性较高的煤层，如果控制煤层气流速的液面波动时，导致煤岩块体局部屈服变形破坏，引起煤粉的大量排出，既堵塞泵体，又可能瞬间堵塞煤层内裂隙，导致产水量和产气量的突然降低，影响煤层气的产量，且很难恢复煤层气井的产气量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种煤层气U型井注热强化抽采方法，解决现有煤层气抽采方法抽采率低，不能有效进行煤层气抽采的技术问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种煤层气U型井注热强化抽采方法，其步骤为：
①按照煤层气U型井的施工要求和顺序施工，施工U型井的垂直井和水平井，水平井的水平段位于煤层中，垂直井与水平井连通；
②至少施工三个U型井，其中一个U型井中的垂直井与水平井采用耐高温水泥及钢管固井，作为注热井，其余采用常规方法固井，作为产气井，注热井的水平段布置在产气井水平段的中间；
③所有水平井之间平行布置，并且都处于煤层之中；
④固井完成后，由注热井向煤层注入150℃～300℃高温过热水；
⑤高温过热水从注热井的水平段经过煤层渗入到生产井，并加热煤层；
⑥反复循环注入高温过热水，将煤层加热至100℃～250℃以上；
⑦从生产井的垂直井抽采煤层气及地下水，从生产井的水平井之直井抽采煤层气。
进一步，所述注热井的热水到达水平段温度较低时，打开注热井另一端的控制阀门，排出温度较低的热水，对注热井中的水温进行调控。
进一步，所述注热井与生产井连通性差时，注热前采用高压蒸汽或水进行蒸汽压裂，直至高温水可从注热井渗入到生产井。
进一步，所述注热井与生产井的间距为50米～300米。
进一步，所述生产井按常规煤层气井的生产要求，安装螺杆泵或煤层气井的提水泵，以及气水分离装置。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
本发明的技术核心是向一个U型井注入热水，热水通过煤层时与煤层进行热量交换，加热煤层，冷却的乏热水从U型井的另一端流出或被压出，不断地在U型井中进行热水循环。煤层被加热后，煤层中的煤层气迅速由吸附状态转变为游离状态，流入相邻的水平井并排至地面，达到迅速抽采煤层气的目的。
本发明用于地下煤层气的开采，具有能够有效进行煤层气的抽采，加快煤层气抽采速度，提高抽采率的优点。
附图说明
图1是现有技术的煤层气抽采方法示意图；
图2是由3个U型井组成的煤层气开采方法示意图(***布置图)。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施例，将结合附图在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的保护范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
如图2所示，一种煤层气U型井注热强化抽采方法，步骤如下：
①按照煤层气U型井的施工要求和顺序施工，施工U型井的垂直井1、水平井2，水平井2的水平段位于煤层3中，垂直井1与水平井2连通；
②至少施工三个U型井，其中一个U型井中的垂直井1与水平井2采用耐高温水泥及钢管固井，作为注热井H，其余采用常规方法固井，作为产气井C，注热井H的水平段布置在产气井C水平段的中间；
③所有水平井2之间平行布置，并且都处于煤层3之中；
④固井完成后，由注热井H的垂直井1向煤层3注入150℃～300℃高温过热水，从注热井H的水平井2提取失去热量的废水；
⑤高温过热水从注热井H的水平段经过煤层3渗入到生产井C，并加热煤层3；
⑥反复循环注入热水直至将煤层3加热100℃～250℃以上；
⑦从生产井C的垂直井1抽采煤层气及地下水，从生产井C的水平井2之直井2.1抽采煤层气。
当热水到达注热井H的水平段后温度较低时，打开注热井H另一端的控制阀门G，排出温度较低的热水，对注热井中的水温进行调控；
当注热井H与生产井C连通性差时，注热前采用高压蒸汽或水进行蒸汽压裂，直至高温水可从注热井渗入到生产井；
注热井H与生产井C的间距为50米～300米，
生产井C按常规煤层气井的生产要求，安装螺杆泵或煤层气井的提水泵，以及气水分离装置。
本发明的U型井形成很好的热水流通通道，可以不断的进行热水循环，使煤层的水平段保持很高的温度，不断加热煤层；煤层加热后，处于吸附状态的煤层气解吸，体积膨胀，当煤层的渗透性较低时，能够形成很高的气体压力，利于煤层气在煤层中流动。
本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种煤层气U型井注热强化抽采方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为：
①按照煤层气U型井的施工要求和顺序施工，施工U型井的垂直井(1)、水平井(2)，水平井(2)的水平段位于煤层(3)中，垂直井(1)与水平井(2)连通；
②至少施工三个U型井，其中一个U型井中的垂直井(1)与水平井(2)采用耐高温水泥及钢管固井，作为注热井(H)，其余采用常规方法固井，作为产气井(C)，注热井H的水平段布置在产气井(C)水平段的中间；
③所有水平井(2)之间平行布置，并且都处于煤层(3)之中；
④固井完成后，由注热井(H)向煤层(3)注入150℃～300℃高温过热水；
⑤高温过热水从注热井(H)的水平段经过煤层(3)渗入到生产井(C)，并加热煤层(3)；
⑥反复循环注入高温过热水将煤层(3)加热至100℃～250℃以上；
⑦从生产井(C)的垂直井(1)抽采煤层气及地下水，从生产井(C)的水平井(2)之直井(2.1)抽采煤层气。
2.根据权利要求1所述的煤层气U型井注热强化抽采方法，其特征在于：所述注热井(H)的热水到达水平段温度较低时，打开注热井(H)另一端的控制阀门(G)，排出温度较低的热水，对注热井中的水温进行调控。
3.根据权利要求1所述的煤层气U型井注热强化抽采方法，其特征在于：所述注热井(H)与生产井(C)连通性差时，注热前采用高压蒸汽或水进行蒸汽压裂，直至高温水可从注热井渗入到生产井。
4.根据权利要求1所述的煤层气U型井注热强化抽采方法，其特征在于：所述注热井(H)与生产井(C)的间距为50米～300米。
5.根据权利要求1所述的煤层气U型井注热强化抽采方法，其特征在于：所述生产井(C)按常规煤层气井的生产要求，安装螺杆泵或煤层气井的提水泵，以及气水分离装置。
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