專利名稱：一種開采煤層氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于開米煤層氣的方法。
背景技術(shù)：
目前，開采煤層氣的方法，一般采用地面鉆井抽采和井下鉆孔抽采兩種方法。地面鉆井抽采，生產(chǎn)周期長，瓦斯含量降低的速度慢；井下鉆孔抽采，鉆孔設(shè)備達(dá)不到要求，容易造成塌孔。當(dāng)煤層壓力低于煤層氣的臨界廢棄壓力時，上述兩種方法都無法將煤層氣采出。綜上所述，現(xiàn)有開采煤層氣的方法的瓦斯抽采率低，抽采效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種瓦斯抽米率較高的注氣開米煤層氣的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是在地面向地下鉆注氣孔，向注氣孔內(nèi)注入氣體，用注入的氣體將煤層氣驅(qū)替；在井下鉆抽采孔，使煤層氣從井下的抽氣孔中抽采出來。所述的向注氣孔內(nèi)注入氣體是二氧化碳或氮?dú)鈿怏w，注入氣體的壓力是7 — 15MPa，注入氣體的流量是3-7. 5m3/min ；
所述的注氣孔的孔徑是139. 7mm ；
所述的注氣孔是與抽氣孔之間呈90°角；
所述的注氣孔是與地面垂直。所述的注氣孔的設(shè)置數(shù)量與采煤工作區(qū)域的大小相關(guān)，采煤工作區(qū)域的半徑是 150米的范圍設(shè)置I個注氣孔，所述的抽氣孔孔徑是89mm ；
所述的抽氣孔為I個；
所述的抽氣孔為定向鉆孔，即煤礦井下水平定向長鉆孔是一種軌跡可實時控制、可進(jìn)行多分支孔施工的鉆孔，具有鉆進(jìn)效率高、有效抽采距離長、瓦斯抽采效率高、一孔多用以及可大面積集中抽采等優(yōu)點(diǎn)。所述的注氣孔的鉆孔方法是一開鉆至穩(wěn)定基巖以下10m，用水泥固井；二開鉆至開采煤層頂部10-30m，用水泥固井；三開鉆至煤層底板以下5-15m完鉆。完鉆一即鉆井達(dá)到了預(yù)定深度和施工的預(yù)期目的而結(jié)束鉆進(jìn)。所述的注氣孔的位置是距離井下巷道掘進(jìn)面的水平距離至少350米處鉆孔；
所述的抽氣孔的位置是在井下巷道壁上，用定向鉆機(jī)，朝注氣孔方向打鉆，使其達(dá)到高
效抽采的目的。所述抽氣孔與驅(qū)替置換影響范圍相通；
所述驅(qū)替置換影響范圍是指注入的二氧化碳或者氮?dú)庠诿簩又兴椒较蜻\(yùn)移的距離， 根據(jù)煤層氣井壓裂監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，該距離為50 - 200米。所述的注氣孔的位置是距離抽氣孔水平距離至少150米。布井，指的是選擇打井的位置。井間距離，指的是井與井之間的水平距離。
所述注氣孔與氮?dú)饣蚨趸急密囅噙B接；抽氣孔與抽氣管連接。本發(fā)明的效果有下述幾點(diǎn)
1、突破了傳統(tǒng)煤層氣抽采受地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜制約的影響；
2、注氣的影響范圍大，不僅對相鄰的鉆孔、不相鄰的鉆孔都有效果，還可以將煤層中的煤層氣置換，使吸附在煤基質(zhì)孔隙內(nèi)表面的煤層氣由吸附狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x狀態(tài)，從而提高了煤層氣的抽采效果；
3、通過井下負(fù)壓抽放，能直接快速實現(xiàn)煤層氣大規(guī)模解吸，解決了地面抽放開采煤層氣周期長、氣體解吸率低的問題；
4、對突破的抽氣孔進(jìn)行封堵，迫使注入氣體轉(zhuǎn)向，對抽氣孔附近煤層內(nèi)的煤層氣進(jìn)行二次置換，增大了注入氣體的波及面積，延長了置換時間，進(jìn)而提高了煤層氣的抽采效果；
5、在已經(jīng)實施地面鉆井預(yù)抽采煤層氣的煤礦生產(chǎn)區(qū)，可根據(jù)井下采掘速度，選擇地面預(yù)抽井實施地面注氣井下抽采，工程上更容易實現(xiàn)，為煤層氣二次開采提供技術(shù)支持；
6、從安全角度講，本發(fā)明能夠直接降低礦井附近的瓦斯?jié)舛龋行П苊馔咚菇o人們造成的危害。
具體實施例方式實施例一
I、在地面向地下鉆I個注氣孔，注氣孔的孔徑是139. 7_，注氣孔的位置位于距離井下巷道掘進(jìn)面是水平距離400米處鉆孔，注氣孔的鉆孔方法是一開鉆至穩(wěn)定基巖以下10m， 用水泥固井；二開鉆至開采煤層頂部10-30m，用水泥固井；三開鉆至煤層底板以下5-15m完鉆。2、注氣孔連接二氧化碳泵車；二氧化碳泵車上設(shè)有氣體壓力監(jiān)測裝置和氣體流量監(jiān)測裝置；
3、向注氣孔注入二氧化碳，二氧化碳的流量是4.5 m3/min, 二氧化碳的壓力是7MPa ；
4、在井下鉆I個抽氣孔，該抽氣孔的孔徑是89_，抽氣孔的位置位于井下巷道壁上，抽氣孔與抽氣管連接；
5、抽氣管上設(shè)置氣體流量監(jiān)測裝置、煤層氣濃度監(jiān)測裝置和負(fù)壓監(jiān)測裝置；
6、監(jiān)測抽氣管的氣體流量、煤層氣濃度和負(fù)壓數(shù)據(jù)，當(dāng)氣體流量小于2.55 m3/min、煤層氣濃度小于25%或負(fù)壓大于40KPa時，封堵該抽氣孔。實施例二
本實施例的注氣孔中注入的氣體是氮?dú)?，其它步驟及參數(shù)與實施例一相同。
權(quán)利要求
1.一種開采煤層氣的方法，其特征是在地面向地下鉆注氣孔，向注氣孔內(nèi)注入氣體，用注入的氣體將煤層氣驅(qū)替；在井下鉆抽采孔，使煤層氣從井下的抽氣孔中抽采出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開采煤層氣的方法，其特征是所述的注氣孔內(nèi)注入的氣體是氮?dú)?，注入氮?dú)獾膲毫κ? - 15MPa，注入氮?dú)獾牧髁渴?-7. 5m3/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開采煤層氣的方法，其特征是所述的注氣孔內(nèi)注入的氣體是二氧化碳，注入二氧化碳的壓力是7 - 15MPa，注入二氧化碳的流量是3-7. 5m3/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開采煤層氣的方法，其特征是所述的注氣孔的孔徑是 139. 7mm，所述的抽氣孔的孔徑是89mm ;所述的注氣孔為I個，所述抽氣孔為I個。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開采煤層氣的方法，其特征是所述的注氣孔與抽氣孔之間呈90°角，所述的注氣孔的位置是距離抽氣孔水平距離至少150米。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開采煤層氣的方法，其特征是所述的注氣孔與地面垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開采煤層氣的方法，其特征是所述的注氣孔的鉆孔方法是一開鉆至穩(wěn)定基巖以下IOm,用水泥固井；二開鉆至開采煤層頂部10-30m,用水泥固井； 三開鉆至煤層底板以下5-15m完鉆。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開采煤層氣的方法，其特征是所述的注氣孔的位置是距離井下巷道掘進(jìn)面是水平距離至少350米處鉆孔；所述的抽氣孔的位置是在井下巷道壁上，用定向鉆機(jī)，朝注氣孔方向打鉆。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種開采煤層氣的方法，其特征是所述抽氣孔與驅(qū)替置換影響區(qū)域相通；所述驅(qū)替置換影響區(qū)域是指注入的二氧化碳或者氮?dú)庠诰滤椒较蜻\(yùn)移的距離，該距離為50 一 200米。
全文摘要
一種開采煤層氣的方法，屬于開采煤層氣的領(lǐng)域，在地面向地下鉆注氣孔，向注氣孔內(nèi)注入氣體，用注入的氣體將煤層氣驅(qū)替；在井下鉆抽采孔，使煤層氣從井下的抽氣孔中抽采出來。本發(fā)明注氣的影響范圍大，不僅對相鄰的鉆孔、不相鄰的鉆孔都有效果，還可以將煤層中的煤層氣置換，使吸附在煤基質(zhì)孔隙內(nèi)表面的煤層氣由吸附狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x狀態(tài)，從而提高了煤層氣的抽采效果。
文檔編號E21F7/00GK102587958SQ201210060309
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者常凌霄, 張典坤, 張永成, 李生奇, 王保玉, 王鳳清, 田永東, 白建平, 趙祉友, 靳科科 申請人:山西藍(lán)焰煤層氣工程研究有限責(zé)任公司