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1、(10)申请公布号 CN 102383773 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102383773 A *CN102383773A* (21)申请号 201110183664.2 (22)申请日 2011.07.01 E21B 43/26(2006.01) E21B 33/03(2006.01) E21B 43/34(2006.01) (71)申请人 河南省瓦斯治理研究院有限公司 地址 450016 河南省郑州市南三环东段 6 号 申请人 河南永安煤层气研发有限公司 河南省煤层气开发利用有限公司 (72)发明人 王志磊 姜锡惠 姜光杰 王思鹏 郭启文 王雪丽 刘世忠 冯立杰 。
2、张宜生 苏桂霞 王朝凤 高轶 (74)专利代理机构 郑州异开专利事务所 ( 普通 合伙 ) 41114 代理人 韩华 (54) 发明名称 物理方法区域卸压开采煤层气的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种物理方法区域卸压开采煤 层气的方法， 沿主应力方向施工两组用于注水、 排 水、 排气的煤层气开采井 ； 使每组开采井相互贯 通安装封口装置， 在每组开采井的其中一井口安 装注水装置， 在另一开采井内安装排水装置 ； 通 过注水装置向开采井内注入高压水， 将水平井内 的煤粉和松软岩屑通过高压水携带至地面 ； 排出 的煤水混合物经煤水分离器分离， 煤层气储于储 气装置内 ； 对其中一口开采井安装压。
3、裂装置， 使 煤体整体向一个方向运移 ； 卸压的煤层产出煤层 气由开采井导出至地面储气装置 ； 沿主应力方向 连续布置多组井， 达到区域卸压开采煤层气目的。 本发明在于采取克服了常规煤层气开时对松软、 低渗、 高瓦斯煤层存在的不足， 为商业性开发提供 技术支持。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 页 CN 102383791 A1/1 页 2 1. 一种物理方法区域卸压开采煤层气的方法， 其特征在于 ： 包括下述步骤 ： 一、 施工煤层气开采井 ： 沿主应力方向施工两组用于注水、 排水、 排气的煤层。
4、气开采井 ； 每组开采井由两口井组成， 四口开采井呈矩型分布， 每口开采井的深度以钻穿煤层为准， 然 后在每口开采井的井口四周安装套管稳固基岩， 二开裸眼完井 ； 二、 水平井钻进 ： 在开采井内位于煤层位置处进行水平井钻进， 利用定向装置分别使每 组开采井相互贯通 ； 三、 安装注水、 封口装置 ： 在每口开采井的井口安装封口装置， 在每组开采井的其中一 口开采井的井口位置处安装注水装置， 在另一口开采井内安装排水装置， 所述排水装置通 过管道与地面的煤水分离器相连通 ； 四、 高压排煤水 ： 通过所述注水装置向开采井内注入高压水， 将水平井内的煤粉和松软 岩屑通过高压水携带至地面， 至水平。
5、通道内岩石稳定为准 ； 五、 煤水分离 ： 排出的煤水混合物经煤水分离器分离， 分离出的水循环利用， 煤粉在沉 淀池中沉淀 ； 排水过程中产生的煤层气由煤水分离器分离出来储存于储气装置内 ； 六、 压裂 ： 对其中一组开采井的其中一口开采井或两口开采井安装压裂装置， 保持其余 开采井的封口装置， 然后实施压裂， 使煤体整体向一个方向运移 ； 七、 采气 ： 压裂完成后， 卸压的煤层产出煤层气由开采井导出至地面储气装置 ； 八、 小井网实施 ： 沿主应力方向连续布置多组井， 使煤体解放区域增大， 达到区域卸压 开采煤层气目的。 权 利 要 求 书 CN 102383773 A CN 102383。
6、791 A1/2 页 3 物理方法区域卸压开采煤层气的方法 技术领域 0001 本发明涉及松软、 低渗、 高突煤储层开采领域， 尤其是涉及物理方法区域卸压开采 煤层气的方法。 背景技术 0002 煤层卸压抽采瓦斯在我国井下运用比较普遍， 效果也比较明显。地面煤层气开发 多采用传统的抽采工艺， 地质条件好的区块这种开发模式效果显著。但对于松软、 低渗、 高 瓦斯、 高突煤层， 上述抽采工艺不能使煤层中的瓦斯很好的解吸出来。因此， 现有煤层气开 发技术中， 多通过工具扩眼方式、 负压方式、 爆破方式或水力等物理方式进行扩孔掏穴， 在 井底煤层中形成卸压区， 增加煤层裂隙的透气性， 以提高煤层气产量。
7、。如中国专利申请号 ： 201010102300.2 所公开的水力掏穴卸压开采煤层气方法， 该方法采取在井口安装注水、 排 水装置， 然后下放冲水机器人和机械掏穴， 在井底形成卸压区以解放煤体瓦斯。再如中国 专利号 ： ZL200610047360.2 所公开的煤层气井爆破式洞穴完井工艺方法， 包括洞穴爆破成 形、 洞穴形态检测、 捞屑三点技术要点， 采用炸药起爆成穴， 然后井下清屑的方法完成。 0003 上述方法存在的不足是掏穴范围有限， 且不能跟煤矿安全生产紧密结合起来， 不 适于大面积卸压煤层气的工业化开采。 发明内容 0004 本发明目的在于提供一种物理方法区域卸压开采煤层气的方法。 。
8、0005 为实现上述目的， 本发明可采取下述技术方案 ： 本发明所述物理方法区域卸压开采煤层气的方法， 包括下述步骤 ： 1、 施工煤层气开采井 ： 沿主应力方向施工两组用于注水、 排水、 排气的煤层气开采井 ； 每组开采井由两口井组成， 四口开采井呈矩型分布， 每口开采井的深度以钻穿煤层为准， 然 后在每口开采井的井口四周安装套管稳固基岩， 二开裸眼完井 ； 2、 水平井钻进 ： 在开采井内位于煤层位置处进行水平井钻进， 利用定向装置分别使每 组开采井相互贯通 ； 3、 安装注水、 封口装置 ： 在每口开采井的井口安装封口装置， 在每组开采井的其中一口 开采井的井口位置处安装注水装置， 在另。
9、一口开采井内安装排水装置， 所述排水装置通过 管道与地面的煤水分离器相连通 ； 4、 高压排煤水 ： 通过所述注水装置向开采井内注入高压水， 将水平井内的煤粉和松软 岩屑通过高压水携带至地面， 至水平通道内岩石稳定为准 ； 5、 煤水分离 ： 排出的煤水混合物经煤水分离器分离， 分离出的水循环利用， 煤粉在沉淀 池中沉淀 ； 排水过程中产生的煤层气由煤水分离器分离出来储存于储气装置内 ； 6、 压裂 ： 对其中一组开采井的其中一口开采井或两口开采井安装压裂装置， 保持其余 开采井的封口装置， 然后实施压裂， 使煤体整体向一个方向运移 ； 7、 采气 ： 压裂完成后， 卸压的煤层产出煤层气由开采。
10、井导出至地面储气装置 ； 说 明 书 CN 102383773 A CN 102383791 A2/2 页 4 8、 小井网实施 ： 沿主应力方向连续布置多组井， 使煤体解放区域增大， 达到区域卸压开 采煤层气目的。 0006 本发明优点在于通过高压水冲孔造成卸压空间增大， 克服了常规煤层气开时对松 软、 低渗、 高瓦斯等特性煤层存在的不足， 为煤层商业性开发提供技术支持。高压水冲孔无 需特殊的高压装置， 现有增压设备即可实现， 施工简单可靠。运用物理造穴、 煤层卸压开采 使得煤体的孔隙和裂隙增大， 促使煤层中的瓦斯大量解吸出来， 以达到地面商业化开采煤 层气、 煤层消突、 矿井安全生产之目的。
11、。 附图说明 0007 图 1 是本发明所述两组开采井的布置示意图。 0008 图 2 是本发明所述其中一组开采井贯通后的设备布置示意图。 0009 图 3 是本发明所述压裂时的煤体整体移动示意图。 具体实施方式 0010 如图 1、 2、 3 所示， 本发明所述的物理方法区域卸压开采煤层气的方法， 包括下述 步骤 ： 1、 施工煤层气开采井 ： 沿主应力方向施工两组用于注水、 排水、 排气的煤层气开采井 ； 每组开采井由两口井组成， 四口开采井 1、 2、 3、 4 呈矩型分布， 开采井 1、 2 为一组， 开采井 3、 4 为一组 ； 每口开采井 1、 2、 3、 4 的深度以钻穿煤层 1。
12、0 为准， 然后在每口开采井 1、 2、 3、 4 的 井口四周安装套管 11 稳固基岩， 二开裸眼完井 ； 2、 水平井钻进 ： 在开采井内位于煤层 10 位置处进行水平井 8 钻进， 利用定向装置分别 使每组开采井相互贯通 ； 3、 安装注水、 封口装置 ： 在每口开采井 1、 2、 3、 4 的井口安装封口装置 12， 在每组开采井 的其中一口开采井的井口位置处安装注水装置 6， 在另一口开采井内安装排水装置 9， 所述 排水装置 9 通过管道与地面的煤水分离器 7 相连通 ； 4、 高压排煤水 ： 通过所述注水装置6向开采井1内注入高压水， 将水平井8内的煤粉和 松软岩屑通过高压水携带。
13、至地面， 至水平通道内岩石稳定为准 ； 5、 煤水分离 ： 排出的煤水混合物经煤水分离器 7 分离， 分离出的水循环利用， 煤粉在沉 淀池中沉淀 ； 排水过程中产生的煤层气由煤水分离器 7 分离出来储存于储气装置 5 内 ； 6、 压裂 ： 对开采井 2 安装压裂装置， 保持其余三口开采井 1、 3、 4 的封口装置 12， 然后实 施压裂， 使煤体整体向一个方向运移， 如图 3 中煤层 10 位置处的箭头所示 ； 7、 采气 ： 压裂完成后， 卸压的煤层 10 使煤层 10 中的瓦斯解吸出来， 通过地面排采装置 对解吸的瓦斯进行排采收集 ； 8、 小井网实施 ： 沿主应力方向连续布置多组井， 使煤体解放区域增大， 达到区域卸压开 采煤层气目的。 说 明 书 CN 102383773 A CN 102383791 A1/2 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102383773 A CN 102383791 A2/2 页 6 图 3 说 明 书 附 图 CN 102383773 A 。