[发明专利]低渗透含水煤储层微波汽爆增透降吸方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气抽采领域，尤其是涉及增加煤储层渗透性，降低吸附性的开采技术。

背景技术

煤层气作为清净能源是我国能源组成的重要部分，但我国煤储层普遍存在“三低一高”的特征（煤层气压力低、渗透率低、水力压裂形成常规裂缝所占比例低、吸附能力高），制约了煤层气的开发，因此，针对煤储层开发煤层气的关键技术是如何提高煤储层的渗透率，降低其吸附能力。

为提高煤储层渗透率，目前，最为常用的是水压至裂法，然而，水资源的匮乏是我国产气区的普遍特点，例如，新疆等西部生态脆弱区，大量的用水将严重破坏产气地区生态环境；此外，水压至裂法残留在煤储层系统内的水分极易造成水锁问题，导致煤层气运移通道堵塞，降低抽采效率。针对上述问题，还有爆破增裂、高压气体增裂等方法，即在煤储层内通过施加外力达到破坏煤岩结构增加导气通道的目的，但在施加外力的同时也有可能造成原有通道的压缩变小，且只能单纯的增透未能同时解决煤储层吸附能力高的问题。

为了降低吸附能力，行业内主要采用原位电加热和高压水蒸气加热地层的方法，地层温度的升高可增加煤层气分子的热动能，促使其摆脱煤储层吸附转变为游离态，增加产气量。然而，常规电加热的热量是由加热井处的煤岩体缓慢向深部传递，热效率低，并且煤岩在这种缓变热应力的作用下表现出更多的是其延展性，对裂隙的扩展、新生不利；向煤储层注入高压水蒸气可以同时实现增透和降吸的目的，但水蒸气的干度控制是行业内的难题，过低的干度会降低比容，使其经济效益降低，并且冷凝的液态水进入煤储层后同样会带来水锁等问题。

针对上述问题，本发明提出以微波作为含水煤储层的加热热源，通过大功率微波的输入，促使煤储层孔隙、裂隙中的水分快速蒸发形成汽爆，在水蒸气由内向外的巨大压力作用下，煤岩孔隙、裂隙将被拉裂贯通，达到增透目的；同时微波的热效应还可提高地层温度，达到降低煤储层吸附能力的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种增透效果明显、热效率高、系统简单的低渗透含水煤储层微波汽爆增透降吸方法。

为解决上述技术问题本发明提供以下技术方案：低渗透含水煤储层微波汽爆增透降吸方法包括微波发生器、波导、功分器、端口、煤储层、含水孔/裂隙。所述微波发生器在地面产生大功率微波，通过所述波导传递到井下所述功分器，再经布置在所述煤储层内的所述端口向煤层发射微波，所述含水孔/裂隙内的水分受到所述端口发射的大功率微波辐照后会瞬间蒸发形成汽爆，在水蒸气由内向外的巨大压力作用下，所述含水孔/裂隙将扩张贯通，使得煤层气运移通道更为顺畅，达到增透的目的；同时所述煤储层吸收所述端口发射的微波能后会快速升温发热，促使煤层气分子热运动加剧摆脱吸附转为游离态，达到降低吸附增加产气量的目的。

多个所述端口与所述波导连接，上下交错水平布置在所述煤储层中。

所述端口发射的微波频率为2.45GHz或915MHz。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明系统简单，充分利用微波加热由内至外，瞬时升温的特点，使煤岩孔/裂隙内的水分快速蒸发形成汽爆，在煤岩孔/裂隙内部产生巨大压力，相比常规外部施压，煤岩受到更多的拉应力，因此，更易扩展贯通，实现高效增透；此外，煤岩自身在常规加热的缓变热应力作用下易表现出其延展性，而微波加热的突变热应力作用下易表现出其弹性和脆性形变，更加有利于其产生开裂，使得煤层气运移通道更为通畅；在降低吸附能力方面，微波加热时煤岩是由内向外的自身发热的体加热模式，其效率远高于常规的由外向内的热传导加热模式；低渗透含水煤储层微波汽爆增透方法系统简单，充分利用了微波加热的特点，可同时实现煤储层增加渗透率和降低吸附能力的目的，有效提高煤层气抽采效率。

附图说明

图1是本发明低渗透含水煤储层微波汽爆增透降吸方法的原理图。

图2是本发明低渗透含水煤储层微波汽爆增透降吸方法的系统布置图。

图中：1-煤储层，2-含水孔/裂隙，3-微波发生器，4-波导，5-功分器，6-端口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示，低渗透含水煤储层微波汽爆增透降吸方法，包括微波发生器（3）、波导（4）、功分器（5）、端口（6）、煤储层（1）、含水孔/裂隙（2）。所述微波发生器（3）在地面产生大功率微波，通过波导（4）传递到所述井下功分器（5），再经布置在所述煤储层（1）内的端口（6）向煤岩发射微波。