[发明专利]深层煤炭和煤层气联合开采技术

摘要

本发明涉及一种深层煤炭资源开采技术，其特征是包括以下步骤：必须在煤层埋深800米-3000米深度，厚度大于3米，倾角小于10°，压力10兆帕以上，采用石油工业最先进钻井和固井、抗高温、高压完井技术，立井、水平井结合注气、采气联合方法；先钻三口立井，井间距500米；两次井向中心井侧开钻500以上水平井，先采用特殊燃烧方法和技术，燃烧一条10米宽，1000米长通道，供采气和观察、监控等专用气化通道，相反方向根据煤层倾角坡度钻多支超长水平井。将深层部煤层气开采和深层煤炭地下气化联合开发、开采，将极大缓解我国能源紧缺的问题，同时又是绿色环保、低碳创新的能源开发新型技术，减少投资、成本低，经济价值巨大。

主权项

一种深层煤炭和煤层气联合开采技术，其特征是包括以下步骤：一、必须在煤层埋深800米‑3000米深度，厚度大于3米，倾角小于10°，压力10兆帕以上，采用石油工业最先进钻井和固井、抗高温、高压完井技术，立井、水平井结合注气、采气联合方法；先钻三口立井，井间距500米；两次井向中心井侧开钻500以上水平井，先采用特殊燃烧方法和技术，燃烧一条10米宽，1000米长通道，供采气和观察、监控等专用气化通道，相反方向根据煤层倾角坡度钻多支超长水平井，1000‑1500米，进行分段大型压裂；中间井位煤炭气化井，两侧为煤层气开采井，由于气化井高温燃烧加热两侧煤层实现高压热传导，煤层中水随余热蒸发；煤收缩后，煤层中甲烷气体由水平井自然采出，混合气体中并含有油物质；在煤层中打一口中心气化井，两侧钻两口采气水平井，采用油田先进的钻井方式在中心气化井煤层部位采用扩腔技术将煤层部位钻井拓宽达到1米左右，形成气化腔；在煤层偏下部位两侧各打三口1500米的超长水平井，其中一口为注气点火气化井，另外两口水平井位置分别平行于第一口水平井，钻井完成后采用抗高温技术完井和先进的压裂技术进行压裂，在煤层中形成气体通道。二、开采煤层中的煤层气，由于地层受地层压力影响，煤层中的煤层气通过水平井采出，采出煤层气经净化、空分燃气发电，供自用电及工业，发电余热生产热蒸汽回注地下，供地下气化使用。三、煤层气开采出来后，用气化井注入热蒸汽和电热偶加热煤层，改注富氧；控制注气量、带压燃烧、控压、控温、控火点燃煤层控制温度到500‑700℃，煤层燃烧高温催化裂解后，产生大量的油物质气体，由采气井采出，带压采气，压力控制在18兆帕左右，高温形成热传导，燃烧带周围温度迅速提升，煤层表面水及内在水高温蒸发，随煤层裂解、燃烧所产生的一氧化碳、甲烷及轻组分、煤层中游离的煤层气合成混合气通过水平采气井采出。四、煤层中煤层气采出后，加大富氧注气量，把温度提高到850‑1200℃，让煤炭和煤矸石可燃体类高温全面燃烧，使煤炭进行充分燃烧地下气化，并喷入水蒸气、控温产生氢气，到以一定压力自动通过采气井喷出，实现煤炭地下气化开采最高技术组合。五、采出混合气体分离、净化后、空分，供压力汽轮机组发电，生产煤制油及燃料油，分离出的硫化物液态处理后回注地下，真正实现全程封闭运行，无污染物排放的绿色环保能源开采。