地下气化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤炭地下气化领域，尤其涉及一种地下气化方法。
【背景技术】
[0002]在煤炭地下气化炉型的设计上，为了降低钻井成本和规模化生产煤气，通常会采用定向水平钻井在煤层中构建气化通道，连通少量的竖直钻井构建地下气化炉，集中用一部分竖直钻井作为出气井。例如澳大利亚Carbon Energy公司的地下气化是两条平行的定向钻井，煤层部分长150米，水平间距为30米，定向钻井的末端与一条竖直钻井相连通，从竖直钻井底部点燃煤层，一条定向钻井作为进气井，一条定向钻井作为出气孔，进行双向后退式地下气化生产煤气。专利201310398563.6煤炭地下气化炉、以及煤炭地下气化方法，采用多条定向水平钻井和竖直钻井构建的地下气化炉，以定向钻井为进气井，中间的多个竖直钻井为出气井，从出气井底向定向钻井地面开钻方向气化。
[0003]这些气化炉的运行都没有考虑到煤气在气化通道中输送的同时还在发生组分的变化，煤气在地下煤层中经过长距离输送会造成大量气体漏失，煤气携带的热量散失在煤层中造成热能浪费也比较严重。特别是穿过燃烧中心区(在此主要发生燃烧和碳的部分氧化反应)以后的气流在气化通道中一边运移，一边会发生组分上的变化，这是煤气化、煤气变换和煤热解等复杂反应共同作用的结果。
[0004]综上，现有地下气化炉操作运行中由于不考虑煤气在气化通道中长距离流动，而降低了所获得的煤气中的有效组分含量，并且具有较大的煤气的漏失率以及能量的损失。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种提高煤气有效组分含量的地下气化方法。
[0006]本发明提供一种地下气化方法，在包括至少三个钻井的地下气化炉正在进行地下气化的过程中，包括如下步骤:步骤1，在所有位于当前进气井的气流下游的钻井中，确定出能够获得有效组分含量最高的煤气的一个钻井；步骤2，判断所确定出的钻井是否为当前出气井，若是则返回步骤1，若不是则执行如下步骤3 ;步骤3，以所确定出的钻井代替当前出气井作为出气井，然后以所确定出的钻井为当前出气井返回步骤I。
[0007]根据本发明，步骤I执行为如下步骤a:检测所有位于当前进气井的气流下游的钻井中排出的煤气的有效组分含量，并将所排出的煤气的有效组分含量最高的钻井确定为能够获得有效组分含量最高的煤气的一个钻井。
[0008]根据本发明，步骤I执行为如下步骤b:确定燃烧区的位置和边界，并检测所有位于当前进气井的气流下游的钻井的井底处的温度；将所有井底处的温度位于设定温度区间内、且位于燃烧区的气流下游的钻井中最靠近燃烧区的一个钻井，确定为能够获得有效组分含量最高的煤气的一个钻井。
[0009]根据本发明，步骤I执行为如下步骤c:确定燃烧区的位置和边界；将所有距离燃烧区的边界在设定距离区间内、且位于燃烧区的气流下游的钻井中最靠近燃烧区的一个钻井，确定为能够获得有效组分含量最高的煤气的一个钻井。
[0010]根据本发明，在执行步骤I之前，判断步骤I能否执行为如下步骤a，若能则执行步骤a，若不能则判断步骤I能否执行为如下步骤b，若能则执行步骤b，若不能则执行如下步骤c ;步骤a:检测所有位于当前进气井的气流下游的钻井中排出的煤气的有效组分含量，并将所排出的煤气的有效组分含量最高的钻井确定为能够获得有效组分含量最高的煤气的一个钻井；步骤b:确定燃烧区的位置和边界，并检测所有位于当前进气井的气流下游的钻井的井底处的温度；将所有井底处的温度位于设定温度区间内、且位于燃烧区的气流下游的钻井中最靠近燃烧区的一个钻井，确定为能够获得有效组分含量最高的煤气的一个钻井；步骤c:确定燃烧区的位置和边界；将所有距离燃烧区的边界在设定距离区间内、且位于燃烧区的气流下游的钻井中最靠近燃烧区的一个钻井，确定为能够获得有效组分含量最高的煤气的一个钻井。
[0011]根据本发明，在步骤I执行为步骤a的情况下，有效组分含量为CO和4的体积百分比之和、或CO、4和CH 4的体积百分比之和。
[0012]根据本发明，在步骤I执行为步骤b的情况下，有效组分含量为CO和4的体积百分比之和，并且设定温度区间为450°c -550°C ;或有效组分含量为0)、比和CH4的体积百分比之和时，并且设定温度区间为350°C -450°C。
[0013]根据本发明，在步骤I执行为步骤c的情况下，有效组分含量为CO和4的体积百分比之和，并且设定距离区间为50-100米；或有效组分含量为CO、氏和CH4的体积百分比之和，并且设定距离区间为100-150米。
[0014]根据本发明，燃烧区为温度在800°C以上的区域。
[0015]相比于现有技术，本发明的有益效果在于:
[0016]本发明的地下气化方法，在包括至少三个钻井的地下气化炉正在进行地下气化的过程中，首先执行步骤1，即在所有位于当前进气井的气流下游的钻井中，确定出能够获得有效组分含量最高的煤气的一个钻井。然后判断所确定出的钻井是否为当前出气井，若所确定出的钻井是当前出气井则返回步骤1，若所确定出的钻井不是当前出气井则以所确定出的钻井代替当前出气井作为出气井，然后以所确定出的钻井为当前出气井返回步骤I。由此，随着地下气化炉的运行，在位于当前进气井的气流下游的钻井中以能够获得有效组分含量最高的煤气为依据确定出气井，从而能够有效地获得具有较高有效组分含量的煤气，同时，也可以降低煤气在气化通道中流动过程中的漏失率、以及降低地下气化热能的损失。
【附图说明】
[0017]图1示出了本发明的流程图；
[0018]图2示出了将本发明的地下气化方法的第一个实施例用于地下气化炉的示意图；
[0019]图3示出了将本发明的地下气化方法的第二个实施例用于地下气化炉时的示意图，其中示意出在第一时刻时地下气化炉的结构；
[0020]图4示出了是图3中的地下气化炉在第二时刻时的结构。
【具体实施方式】
[0021]以下参见附图描述本发明的【具体实施方式】。
[0022]参照图1，本发明的地下气化方法的一个实施例，在包括至少三个钻井的地下气化炉正在进行地下气化的过程中，包括如下步骤:步骤1，在所有位于当前进气井的气流下游的钻井中，确定出能够获得有效组分含量最高的煤气的一个钻井；步骤2，判断所确定出的钻井是否为当前出气井，若是则返回步骤1，若不是则执行如下步骤3 ;步骤3，以所确定出的钻井代替当前出气井作为出气井，然后以所确定出的钻井为当前出气井返回步骤I。其中，“有效组分含量最高”是指:所有位于当前进气井的气流下游的钻井排出的煤气的有效组分含量中最高的一个。而上述“当前进气井”为执行步骤I时正在使用的进气井，上述“当前出气井”为执行步骤I时正在使用的出气井。
[0023]由此，随着地下气化炉的运行，在位于当前进气井的气流下游的钻井中以能够获得有效组分含量最高的煤气为依据确定出气井，从而能够有效地获得具有较高有效组分含量的煤气，同时，也可以降低煤气在气化通道11中流动过程中的漏失率、以及降低地下气化热能的损失。
[0024]继续参照图1和图2，在本实施例中，具体的，地下气化炉包括5个钻井，分别为竖直钻井1、2、3、4和定向钻井9。其中，竖直钻井1、2、3、4均与定向钻井9的水平段连通，定向钻井9的水平段形成位于煤层12中的气化通道11。此外，竖直钻井1、2、3、4之间等距离地布置，在本实施例中，竖直钻井1、2、3、4中相邻两个钻井之间的水平距离等于70米。<