[发明专利]一种下部刀柱法开采形成的复合老空区煤层气的抽采方法

摘要

本发明公开了一种下部刀柱法开采形成的复合老空区煤层气的抽采方法。本发明通过向上、下老空区之间中间岩层处施工水平井，进行抽采并记录单位时间煤层气抽采量为Q₁；当抽采量下降到Q₁的10%~20%以下时，实施压裂再次抽采，记录煤层气抽采量为Q₂；当抽采量下降到Q₂的10%~20%以下时，再次压裂抽采量记为Q₃，抽采量再次下降为Q₃的10~20%时，进行二氧化碳驱替；之后再次抽采直至抽采量下降为6m³/min时停抽。该方法解决了原有单纯采用地面垂直钻井抽采老空区时，抽采钻井与老空区储层有效接触面积小、抽采范围有限的难题；在抽采下层老空区煤层气的同时将临近上部老空区煤层气资源一并抽采上来，节约了成本。

主权项

1.一种下部刀柱法开采形成的复合老空区煤层气的抽采方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）根据矿井地质采掘资料，综合运用物理勘探手段确定井下上部、下部煤层已开挖的老空区参数，下部老空区与上部老空区之间的距离参数；老空区参数包括老空区开挖范围、空洞、煤柱分布情况；（2）由老空区边界煤柱对应的上方地面位置处向下部老空区以及上部老空区之间的中间岩层处施工水平井；水平井由井下向地面延伸处可依次分为水平井水平段、造斜段、水平井垂直段以及水平井地面端，水平井地面端由三通分为两条支路：抽采管和注气管，其中抽采管一侧支路连有阀门Ⅰ，注气管一侧支路连有阀门Ⅱ，水平井近地面端进行密封，地面有密封装置；（3）打开地面上阀门Ⅰ，通过抽采管进行煤层气抽采，同时记录此时单位时间内煤层气抽采量Q1；（4）待单位时间内煤层气抽采量下降为Q1的10%~20%时，关闭阀门Ⅰ，将水平井水平段每隔8~35米划分成若干分段压裂段，每一分段压裂段之间为压裂间隔段，压裂间隔段长为3~10米，将水平井地面端三通拆卸由井口下放分段压裂设备，运用水平井分段压裂技术对分段压裂段以上直至上部老空区底板之间的岩层实施压裂；（5）重新安设三通，并进行井口密封，打开抽采管上的阀门Ⅰ，再次由抽采管进行煤层气抽采，并记录此时单位时间内煤层气抽采量为Q2；（6）当单位时间内煤层气抽采量再次下降为Q2的10~20%时，关闭阀门Ⅰ，将水平井水平段每隔8~35米划分成若干分段压裂段，每一分段压裂段之间为压裂间隔段，压裂间隔段长为3~10米，将水平井地面端三通拆卸由井口下放分段压裂设备，运用水平井分段压裂技术对分段压裂段以下直至下部老空区顶板之间的岩层实施压裂；（7）重新安设三通，并进行井口密封，打开抽采管上的阀门Ⅰ，再次由抽采管进行煤层气抽采，并记录此时单位时间内煤层气抽采量为Q3；（8）当单位时间内煤层气抽采量再次下降为Q3的10~20%时，关闭阀门Ⅰ，打开阀门Ⅱ，由注气管向老空区内压入5~20MPa的CO2气体12~48h，静待24~36h；（9）再次打开阀门Ⅰ，关闭阀门Ⅱ，再次由抽采管进行煤层气抽采；（10）当单位时间内煤层气抽采量下降为Q3的10%以下时，关闭阀门Ⅰ，停抽8~24小时，之后打开阀门Ⅰ同时降低抽采压力继续进行煤层气抽采；当单位时间内煤层气抽采量再次下降为Q3的10%以下时，再次关闭阀门Ⅰ，停抽8~24小时，之后再次打开阀门Ⅰ，再次降低抽采压力进行煤层气抽采；循环上述停抽‑降压抽采的过程，直至抽采压力降低至比大气压低80~100kpa；（11）当单位时间煤层气抽采量下降为6m3/min时停止煤层气抽采。