[发明专利]煤层气驻波开采方法

说明书

技术领域

本发明属于煤田瓦斯开采技术，特别涉及一种煤层气驻波开采方法。

背景技术

我国煤层气资源极为丰富，据测算，其资源量为4.3×10¹⁵m³，但是煤层气的利用率还比较低，煤层气的开采方法及增产工艺比较落后。目前煤层气的开采方式主要有：地面垂直井开采、地面采动区开采、井下瓦斯抽放及废弃矿井煤层气抽放。地面垂直井开采是在地面打钻井进入尚未进行开采活动的煤层，通过排水降压使煤层中的吸附气解吸出来，由井筒流到地面。这种开采方式产气量大，资源回收率高、机动性强、可形成规模效益。它要求有厚度较大的煤层或煤层群，煤储层的渗透性要较好，以及较有利的地形条件。地面采动区开采（GOB WELL）是从地面打钻孔进入煤矿采动区上方，利用自然压差或瓦斯泵抽取聚集和残留在受采动影响区的岩石、未开采煤层之中以及采空区内的煤层气，地面采动区井初期产量较大，但单井服务年限较短，一般为1~2年。采动区井严格受采煤活动的控制，并要求在主采煤层之上赋存多个煤层，以保证有足够的气源。井下瓦斯抽放是从煤矿井下采掘巷道中打钻孔，在地面通过瓦斯泵造成负压来抽取煤层中的气体，这种方式在煤炭系统称为矿井瓦斯抽放。矿井瓦斯抽放产量小，资源回收利用率低，井下作业难度较大，并受制于煤矿采掘生产的进度，但其适用条件比较广泛，它多以矿井安全生产为目的，并兼顾煤层资源的回收利用。废弃矿井煤层气是近几年才发展起来的一种新的煤层气开发方式，是从已报废的（停）采煤矿井中抽取残留、聚集在地下岩层和煤层中的煤层气并加以利用，由于该方式无需施工新钻井，也不用进行储层强化改造措施，故所需费用低廉，而且抽放是在煤矿停产之后进行，不会与煤矿生产发生矛盾。

以往开发煤层气的效果不理想，主要问题是产量低，产量不稳定，不能达到工业化开发的标准。

煤层气增产的工艺技术主要有：煤层气水力压裂增产技术和注气增产法。煤层气水力压裂 增产技术是煤层气开采最常用的增产措施。但是由于我国含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动，煤层的原始结构往往遭到很大破坏，塑性大大增强，导致水力压裂时，往往既不能进一步扩展原有的裂隙和割理，也不能产生新的较长的水力裂缝，而主要是在煤层发生塑性变形，总的来看，效果并不理想。

目前，有一种针对煤层气的CO₂吸附法，该方法是美国AMOCO公司开发的一项提高煤层气产量的新方法。注气增产法是N₂、CO₂或烟道气注入煤层，降低甲烷在煤层中的分压，有利于甲烷从煤体中转换转换解吸出来，提高单井产量和采收率。总的过程是：生产井开井降压，注入井注入CO₂，降压后甲烷解吸为游离状态，CO₂吸附。然后增加注入压力，甲烷无法吸附，只能沿孔隙流动从气井产出。生产一段时间后，再次降压，进行下一个循环的注入和产出。但由于降压过程在生产井，而CO₂是在注入井注入，所以CH₄与CO₂的竞争可能不同时发生，另外由于升压与降压的反复循环，因此也不能很大幅度地提高产气量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种设施简单、施工方便、可快速开发煤层气，提高煤层气产量的煤层气驻波开采方法。