[发明专利]一种煤层原位热解方法

说明书

本发明专利提供了一种煤层原位热解方法，包括步骤：钻井设置以点火井为中心，相互之间呈正多边形状态分布的注水井/抽采井；对点火井进行富氧空气注入并点火，根据与之临近注水井/抽采井下流体压力，流体压力较高者作为抽采井进行热解产物抽采作业。本发明通过注水井注水量控制燃烧井内煤层燃烧方向，点火井与注水井呈正多边形分布，注水井和抽采井可以实时转换，注水井/抽采井内煤层实施定向射孔不仅能够实现燃烧方向的有效控制，而且不需要外部载热流体的注入，便可实现地下煤炭资源的高效转化和油气资源提取，具有简单易行的优点。

技术领域

本发明属于油页岩以及煤炭资源油气制取技术领域，尤其涉及一种煤层原位热解方法。

背景技术

近年来，油页岩以及煤的地下原位热解技术越来越受到人们的重视，该方法一般包括两种思路实施。

一种方法统称为外热法，目前公布的主要专利有对“流加热油页岩开采油气的方法(200510012473.4)”、“高温烃类气体对流加热油页岩开采油气的方法(200710139353.X)”，具体是通过现有钻井技术和压裂方法，在岩层当中制造人工裂缝网络，然后向其中注入过热水蒸气或过热烃类气体等高温热载体，使地下岩层受热并促使有机质热解形成油气，并最终将形成的油气资源抽采至地面并加以利用。。

另一种方法一般称为内热法，目前公布的主要专利有“一种矿井式煤炭地下气化炉及气化方法(201910836067.1)”、“深层地下煤炭气化工艺方法(200510064769.0)”、“分离控制注气点煤炭地下气化炉及其工艺方法(200510134205.X)”等等，多应用于煤的原位热解当中，同样是基于复杂的钻井技术和工艺，在煤层当中制造气体通道，向其中注入富氧混合气体或空气，并将煤层在地下点燃使之燃烧产生高温，混合气体内的水以及煤层燃烧产生的二氧化碳与旁边受热的煤岩发生反应产生混合煤气并抽采至地面加以利用，一般产物包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳等等。

外热法技术方案面临的主要难题在于如何将外部热量注入地下煤层，当前解决方案中利用过热水蒸气或烃类气体作为热载体注入煤层往往热损失较大，且对井筒保温性能要求极高。而内热法技术方案面临的最大困难在于煤炭地下燃烧方向控制问题，目前尚没有一个十分有效的解决方案，一般是基于钻井方向和注气方向对燃烧方向进行控制，但实施效果并不理想。

发明内容

针对上述背景技术的阐述，本发明提供一种煤层原位热解方法。能够实现燃烧方向的有效控制，而且不需要外部载热流体的注入，便可实现地下煤炭资源的高效转化和提取。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤层原位热解方法，包括如下步骤：

步骤一，基于地质条件，确定目标区域以后，钻井设置点火井和注水井/抽采井N眼，N≥3，以点火井为中心，N眼注水井/抽采井相互之间呈正多边形状态分布。

步骤二，对地下煤层进行射孔及定向压裂作业，其中，中心为点火井，射孔为各向均匀射孔；注水井/抽采井射孔采用定向射孔及压裂作业，作业完成后在注水井/抽采井下安装温度/压力检测装置；

步骤三，对点火井进行富氧空气注入并点火；

步骤四，完成点火作业之后开始对注水井/抽采井内的温度及压力进行实时监测以确定注水时机，各注水井不能同时注水，应当以煤层内温度为准，当井内温度达到350℃时开始向井内注水，注水量应当以维持注水井下温度稳定在350℃左右做适时调整，温度过低时减少注水量，温度过高时则增加注水量；

步骤五，确定第一口注水井/抽采井之后，随之根据与之临近注水井/抽采井下流体压力，流体压力较高者作为抽采井进行热解产物抽采作业。

上述技术方案中，所述所述注水井/抽采井数量为6眼，注水井/抽采井相互之间呈正六边形状态分布。