专利名称：物理方法区域卸压开采煤层气的方法
技术领域：
本发明涉及松软、低渗、高突煤储层开采领域，尤其是涉及物理方法区域卸压开采煤层气的方法。
背景技术：
煤层卸压抽采瓦斯在我国井下运用比较普遍，效果也比较明显。地面煤层气开发多采用传统的抽采工艺，地质条件好的区块这种开发模式效果显著。但对于松软、低渗、高瓦斯、高突煤层，上述抽采工艺不能使煤层中的瓦斯很好的解吸出来。因此，现有煤层气开发技术中，多通过工具扩眼方式、负压方式、爆破方式或水力等物理方式进行扩孔掏穴，在井底煤层中形成卸压区，增加煤层裂隙的透气性，以提高煤层气产量。如中国专利申请号 201010102300. 2所公开的水力掏穴卸压开采煤层气方法，该方法采取在井口安装注水、排水装置，然后下放冲水机器人和机械掏穴，在井底形成卸压区以解放煤体瓦斯。再如中国专利号ZL200610047360. 2所公开的煤层气井爆破式洞穴完井工艺方法，包括洞穴爆破成形、洞穴形态检测、捞屑三点技术要点，采用炸药起爆成穴，然后井下清屑的方法完成。上述方法存在的不足是掏穴范围有限，且不能跟煤矿安全生产紧密结合起来，不适于大面积卸压煤层气的工业化开采。
发明内容
本发明目的在于提供一种物理方法区域卸压开采煤层气的方法。为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案
本发明所述物理方法区域卸压开采煤层气的方法，包括下述步骤
1、施工煤层气开采井沿主应力方向施工两组用于注水、排水、排气的煤层气开采井； 每组开采井由两口井组成，四口开采井呈矩型分布，每口开采井的深度以钻穿煤层为准，然后在每口开采井的井口四周安装套管稳固基岩，二开裸眼完井；
2、水平井钻进在开采井内位于煤层位置处进行水平井钻进，利用定向装置分别使每组开采井相互贯通；
3、安装注水、封口装置在每口开采井的井口安装封口装置，在每组开采井的其中一口开采井的井口位置处安装注水装置，在另一口开采井内安装排水装置，所述排水装置通过管道与地面的煤水分离器相连通；
4、高压排煤水通过所述注水装置向开采井内注入高压水，将水平井内的煤粉和松软岩屑通过高压水携带至地面，至水平通道内岩石稳定为准；
5、煤水分离排出的煤水混合物经煤水分离器分离，分离出的水循环利用，煤粉在沉淀池中沉淀；排水过程中产生的煤层气由煤水分离器分离出来储存于储气装置内；
6、压裂对其中一组开采井的其中一口开采井或两口开采井安装压裂装置，保持其余开采井的封口装置，然后实施压裂，使煤体整体向一个方向运移；
7、采气压裂完成后，卸压的煤层产出煤层气由开采井导出至地面储气装置；8、小井网实施沿主应力方向连续布置多组井，使煤体解放区域增大，达到区域卸压开采煤层气目的。本发明优点在于通过高压水冲孔造成卸压空间增大，克服了常规煤层气开时对松软、低渗、高瓦斯等特性煤层存在的不足，为煤层商业性开发提供技术支持。高压水冲孔无需特殊的高压装置，现有增压设备即可实现，施工简单可靠。运用物理造穴、煤层卸压开采使得煤体的孔隙和裂隙增大，促使煤层中的瓦斯大量解吸出来，以达到地面商业化开采煤层气、煤层消突、矿井安全生产之目的。
图1是本发明所述两组开采井的布置示意图。图2是本发明所述其中一组开采井贯通后的设备布置示意图。图3是本发明所述压裂时的煤体整体移动示意图。
具体实施例方式如图1、2、3所示，本发明所述的物理方法区域卸压开采煤层气的方法，包括下述步骤
1、施工煤层气开采井沿主应力方向施工两组用于注水、排水、排气的煤层气开采井； 每组开采井由两口井组成，四口开采井1、2、3、4呈矩型分布，开采井1、2为一组，开采井3、 4为一组；每口开采井1、2、3、4的深度以钻穿煤层10为准，然后在每口开采井1、2、3、4的井口四周安装套管11稳固基岩，二开裸眼完井；
2、水平井钻进在开采井内位于煤层10位置处进行水平井8钻进，利用定向装置分别使每组开采井相互贯通；
3、安装注水、封口装置在每口开采井1、2、3、4的井口安装封口装置12，在每组开采井的其中一口开采井的井口位置处安装注水装置6，在另一口开采井内安装排水装置9，所述排水装置9通过管道与地面的煤水分离器7相连通；
4、高压排煤水通过所述注水装置6向开采井1内注入高压水，将水平井8内的煤粉和松软岩屑通过高压水携带至地面，至水平通道内岩石稳定为准；
5、煤水分离排出的煤水混合物经煤水分离器7分离，分离出的水循环利用，煤粉在沉淀池中沉淀；排水过程中产生的煤层气由煤水分离器7分离出来储存于储气装置5内；
6、压裂对开采井2安装压裂装置，保持其余三口开采井1、3、4的封口装置12，然后实施压裂，使煤体整体向一个方向运移，如图3中煤层10位置处的箭头所示；
7、采气压裂完成后，卸压的煤层10使煤层10中的瓦斯解吸出来，通过地面排采装置对解吸的瓦斯进行排采收集；
8、小井网实施沿主应力方向连续布置多组井，使煤体解放区域增大，达到区域卸压开采煤层气目的。
权利要求
1. 一种物理方法区域卸压开采煤层气的方法，其特征在于包括下述步骤一、施工煤层气开采井沿主应力方向施工两组用于注水、排水、排气的煤层气开采井； 每组开采井由两口井组成，四口开采井呈矩型分布，每口开采井的深度以钻穿煤层为准，然后在每口开采井的井口四周安装套管稳固基岩，二开裸眼完井；二、水平井钻进在开采井内位于煤层位置处进行水平井钻进，利用定向装置分别使每组开采井相互贯通；三、安装注水、封口装置在每口开采井的井口安装封口装置，在每组开采井的其中一口开采井的井口位置处安装注水装置，在另一口开采井内安装排水装置，所述排水装置通过管道与地面的煤水分离器相连通；四、高压排煤水通过所述注水装置向开采井内注入高压水，将水平井内的煤粉和松软岩屑通过高压水携带至地面，至水平通道内岩石稳定为准；五、煤水分离排出的煤水混合物经煤水分离器分离，分离出的水循环利用，煤粉在沉淀池中沉淀；排水过程中产生的煤层气由煤水分离器分离出来储存于储气装置内；六、压裂对其中一组开采井的其中一口开采井或两口开采井安装压裂装置，保持其余开采井的封口装置，然后实施压裂，使煤体整体向一个方向运移；七、采气压裂完成后，卸压的煤层产出煤层气由开采井导出至地面储气装置；八、小井网实施沿主应力方向连续布置多组井，使煤体解放区域增大，达到区域卸压开采煤层气目的。
全文摘要
本发明公开了一种物理方法区域卸压开采煤层气的方法，沿主应力方向施工两组用于注水、排水、排气的煤层气开采井；使每组开采井相互贯通安装封口装置，在每组开采井的其中一井口安装注水装置，在另一开采井内安装排水装置；通过注水装置向开采井内注入高压水，将水平井内的煤粉和松软岩屑通过高压水携带至地面；排出的煤水混合物经煤水分离器分离，煤层气储于储气装置内；对其中一口开采井安装压裂装置，使煤体整体向一个方向运移；卸压的煤层产出煤层气由开采井导出至地面储气装置；沿主应力方向连续布置多组井，达到区域卸压开采煤层气目的。本发明在于采取克服了常规煤层气开时对松软、低渗、高瓦斯煤层存在的不足，为商业性开发提供技术支持。
文档编号E21B43/26GK102383773SQ20111018366
公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者冯立杰, 刘世忠, 姜光杰, 姜锡惠, 张宜生, 王志磊, 王思鹏, 王朝凤, 王雪丽, 苏桂霞, 郭启文, 高轶 申请人:河南永安煤层气研发有限公司, 河南省煤层气开发利用有限公司, 河南省瓦斯治理研究院有限公司