[发明专利]一种构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开采方法

权利要求书

1.一种构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开采方法，其特征在于，由水平井钻井扩孔子系统施工水平井和直井对接形成的U型井，并对水平井水平段进行扩孔；由水平井塌孔造洞穴卸压激励子系统进行水平井压力脉动激励和应力释放，并水力驱替煤-液-气混合物沿卸压空间向直井(7)运移；由产出物举升子系统对煤粉进行进一步破碎及产出混合物向直井井口举升；由气液固分离子系统进行煤、液、气分离，由监测控制子系统实吋检测、控制技术装备运转情况和实施过程，实现工程数据的采集、显示和处理分析；具体步骤如下：

1)布置好地面上各个子系统中设备的位置并将相应的设备连接，采用水平井钻井扩孔子系统中的现有钻井设备及工艺技术施工直井(7)和水平井(11)的直井段和造斜段至目标煤层；

2)将水平井钻井扩孔子系统中的常规钻井工具更换成钻具(10)并下到井下水平井造斜段处，对松软构造煤层进行三级扩孔和大孔径成井，形成与直井(7)贯通的水平段，完成造洞穴裸眼完井；

3)起出井下所有钻井工具，向水平井(11)水平段起点处下入水平井塌孔造洞穴卸压激励子系统中的井下喷射装置(16)，向直井(7)下入产出物举升子系统，即破碎扰动装置和水力喷射泵(8)，将直井(7)井口与气液固分离子系统中的煤液气分离装置(5)连通；

4)启动水平井塌孔造洞穴卸压激励子系统中的地面动力装置(15)，以设定的频率向水平井(11)水平段注入高压高速流体，切割、破碎煤岩，形成卸压洞穴(9)；再将流体的速度加速成高速射流，进一步破碎并冲刷煤粉，并将形成的气-液-煤混合物向直井(7)井底运移；

5)启动井下的破碎扰动装置及水力喷射泵(8)，对流入直井(7)井底的煤粉进一步破碎后，将其举升至地面进入煤液气分离装置(5)内；

6)对进入煤液气分离装置(5)内的混合物进行预处理，使分离出的煤液混合物和煤层气分别进入气液固分离子系统中的煤液分离装置(4)和储气罐(6)内，对进入煤液分离装置(4)内的煤液混合物进一步处理，使分离出的煤粉和液体分别存入煤粉收集池(12)和储液池(3)内。

2.根据权利要求1所述的一种构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开采方法，其特征是：步骤2)中三级扩孔率分别为150％、200％、300％，扩孔后井径增幅为200％-300％。

3.根据权利要求1或2所述的一种构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开采方法，其特征是：步骤4)中水平井压力脉动激励和应力释放后的卸压激励范围≥15。

4.根据权利要求3所述的一种构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开采方法，其特征是：步骤5)中破碎后煤粉浓度≤50％。

5.根据权利要求4所述的一种构造煤原位煤层气水平井洞穴卸压开采方法，其特征是：步骤4)中的高压高速流体中混有一定比例的磨料。