[发明专利]一种深部煤层气热共采方法

摘要

本发明公开了一种深部煤层气热共采方法，第一步、施工第一竖向钻井，井眼采用保温套管进行气密封和隔热保护；第二步、根据煤层厚度进行分层水平井的施工，根据煤层真厚度M和瓦斯抽放半径R确定分层数量K；令K＝M/2R；第三步、施工第二竖向钻井；第四步、施工水平井的环向分散孔，随后进行瓦斯首次抽采；第五步、对各钻孔进行水力压裂，形成三维裂隙网络，进行瓦斯二次抽采；第六步、第一竖向钻井作为注水井，第二竖向钻井作为出蒸气井，将水注入深部煤层，利用热传递的原理将地热能转移到水蒸气中，并对水蒸气抽采利用。能对1500‑3000米的深部煤层进行瓦斯抽采和地热能开采，提高地热抽采效率，节能减排，防止了水土污染及热污染等地质环境问题。

主权项

1.一种深部煤层气热共采方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、在开采煤田地表向下施工第一竖向钻井，第一竖向钻井穿过深部煤层上覆岩层、浅部已采煤层，井眼采用保温套管进行气密封和隔热保护；第二步、第一竖向钻井到达深部煤层最深分层后，根据煤层厚度由上到下依次进行各分层水平井的施工，第一竖向钻井与各分层水平井之间采用圆弧过渡，每分层水平井的长度、数量由开采煤田范围确定，分层数量K按照下述方法进行确定：(1)根据地质资料和实际钻探资料确定煤层的真厚度M；(2)构建力热耦合作用下煤体渗透率演化模型，结合煤层透气性系数λ，计算深部煤层自然解吸条件下瓦斯抽放半径R；(3)根据煤层真厚度M和瓦斯抽放半径R确定分层数量K；令K＝M/2R，当K<1时，N取1，当K>1时，N取K的整数部分；第三步、施工第二竖向钻井，第二竖向钻井与各分层水平井均垂直连通；第四步、在各分层水平井上施工环向分散孔，随后利用第一、第二竖向钻井进行瓦斯首次抽采；第五步、在瓦斯抽采管路中放置瓦斯浓度、流量监测感应器，实时监测瓦斯浓度与流量，当浓度与流量达到设定的最低值后，对各钻孔进行水力压裂，形成三维裂隙网络，进行瓦斯二次抽采；第六步、瓦斯抽采结束后，第一竖向钻井作为注水井，第二竖向钻井作为出蒸气井，将水注入深部煤层，利用热传递的原理将地热能转移到水蒸气中，并对水蒸气抽采利用。