本發(fā)明涉及富油煤開采，具體涉及一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法。

背景技術：

1、富油煤是一種集煤、油、氣屬性為一體的特殊煤炭資源。開展現場試驗是破解富油煤開發(fā)技術難題的有效途徑。

2、現有技術中，常使用原位熱解的方式對富油煤進行轉化開采，富油煤地下原位熱解是指在地下通過原位緩慢加熱，將煤轉變?yōu)楹瑲狻⒑寒a物的合成油氣流的過程。該過程把富油煤中的大部分碳以焦炭形式留在地下，是富油煤從高碳資源變?yōu)榈吞假Y源的重要途徑。與地面熱解相比，煤炭地下原位熱解具有占地面積小、碳排放少、開采費用低等特點。

3、但由于富油煤層滲透性低、導熱性差，而該技術受流體在煤層中的滲透率影響較大，從而使得該方案產油處氣的效果不佳。

技術實現思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，用于提升流體在煤層中的滲透率，從而提升煤層產油出氣的效果。

2、為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，包括：

3、步驟一：將富油煤開采區(qū)從下至上分為若干個開采區(qū)，且最下層開采區(qū)位于煤礦底板頂部，最上層開采區(qū)位于煤層頂板底部；

4、步驟二：在開采區(qū)兩側地面向煤層內鉆入若干注入井和生產井；

5、步驟三：將最底層的開采區(qū)與其上方的開采區(qū)劃分為一個開采單元，并在兩開采區(qū)之間開設開采通道，并在兩開采區(qū)遠離開采通道的頂壁或底壁開設輔助通道，并使得開采通道和輔助通道任意一端均與相鄰的注入井連通，開采通道和輔助通道另一端均與相鄰的生產井連通

6、步驟四：利用注入井向開采單元的開采通道內泵入通過加熱器加溫后的增壓流體，并利用注入井向該開發(fā)單元內位于下方的輔助通道內泵入增壓流體，且輔助通道內的流體壓強大于開采單元中的流體，開采通道內的流體對該開采單元中兩開采區(qū)進行加熱，促進兩開采區(qū)熱解，利用注入井或生產井抽取開采通道上方的輔助通路中的包含熱解產物的氣體，完成對該開采單元的開采；

7、步驟五：對開采完成的開采單元上方相鄰的開采區(qū)與該開采單元中位于上方的開采區(qū)構成新的開采單元，并在新的開采單元中位于上方的開采區(qū)頂壁開設輔助通道，并使得該輔助通道與相鄰的注入井和生產井連通，此時開采完成的開采單元中位于上方的輔助通道成為新的開采單元的開采通道，而開采完成的開采單元的開采通道則成為新的開采單元的輔助通道；

8、步驟六：重復步驟四和步驟五，直至完成全部開采區(qū)的開采。

9、進一步，步驟三和步驟五中，輔助通道和開采通道側壁連通有若干支管。

10、進一步，步驟三和步驟五中，在進行輔助通道和開采通道的開設時，利用電脈沖裝置產生沖擊波，從而同步使該開采單元的兩個開采區(qū)開裂。

11、進一步，步驟四中在抽取輔助通道內的氣體以及向開采通道和輔助通道內泵入流體的過程中，對注入井和生產井的井口進行密封，使得注入井和生產井的井口僅供原位轉化所需的流體和包含熱解產物的氣體通過。

12、進一步，泵入開采通道和輔助通道的流體均為氮氣。

13、進一步，步驟四中，在通過對應的注入井向開采通道或輔助通道內泵入流體的過程中，使用監(jiān)測單元對開采通道或輔助通道對應的生產井中的流體氣壓進行采集，在當氣壓在單位時間內減少的數據大于預設數值時，停止開采。

14、進一步，步驟四中，在生產井的氣壓在單位時間內減少的數值大于預設數值時，向開采單元中位于上方的輔助通道內灌注水泥漿。

15、進一步，步驟四中，加熱器設置于開采通道與注入井的連通處，在需要向開采通道內泵入加溫增壓后的流體時，啟動加熱器，并隨后向注入管與開采通道的連通處泵入增壓后的流體，流體經過加熱器的作用成為加溫增壓的流體后進入開采通道。

16、進一步，步驟四中，加熱器將流體加熱至500攝氏度到600攝氏度。

17、進一步，步驟五中，完成任意一個開采單元的開發(fā)后，均對該開采單元中位于下方的輔助通道對應的注入井和生產井進行封閉。

18、上述方案的技術原理及有益效果：

19、本方案，通過開采單元中開采通道和兩個輔助通道的設置，通過使得下方輔助通道內產生高壓，通過氣體壓力和孔隙水壓力等，阻止地下水的滲透，同時聯合煤層和地面的溫度差，使得三個通道內產生氣壓差，通過氣壓作用，帶動熱解產物進入上方輔助通道，相較于現有技術，本方案充分利用地面與開采位置的溫度差，加劇注入流體的位置和產物形成的位置之間的氣壓差，在氣壓的作用下，流體在煤層中的滲透率得到提升，從而使得流體更容易在煤層中產生熱對流，進而提升油氣的產量。

20、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

技術特征：

1.一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，步驟三和步驟五中，輔助通道(21)和開采通道(22)側壁連通有若干支管。

3.根據權利要求2所述的用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，步驟三和步驟五中，在進行輔助通道(21)和開采通道(22)的開設時，利用電脈沖裝置產生沖擊波，從而同步使該開采單元的兩個開采區(qū)(2)開裂。

4.根據權利要求3所述的用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，步驟四中在抽取輔助通道(21)內的氣體以及向開采通道(22)和輔助通道(21)內泵入流體的過程中，對注入井(23)和生產井(24)的井口進行密封，使得注入井(23)和生產井(24)的井口僅供原位轉化所需的流體和包含熱解產物的氣體通過。

5.根據權利要求4所述的用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，泵入開采通道(22)和輔助通道(21)的流體均為氮氣。

6.根據權利要求5所述的用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，步驟四中，在通過對應的注入井(23)向開采通道(22)或輔助通道(21)內泵入流體的過程中，使用監(jiān)測單元對開采通道(22)或輔助通道(21)對應的生產井(24)中的流體氣壓進行采集，在當氣壓在單位時間內減少的數據大于預設數值時，停止開采。

7.根據權利要求6所述的用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，步驟四中，在生產井(24)的氣壓在單位時間內減少的數值大于預設數值時，向開采單元中位于上方的輔助通道(21)內灌注水泥漿。

8.根據權利要求7所述的用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，步驟四中，加熱器(4)設置于開采通道(22)與注入井(23)的連通處，在需要向開采通道(22)內泵入加溫增壓后的流體時，啟動加熱器(4)，并隨后向注入管與開采通道(22)的連通處泵入增壓后的流體，流體經過加熱器(4)的作用成為加溫增壓的流體后進入開采通道(22)。

9.根據權利要求8所述的用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，步驟四中，加熱器(4)將流體加熱至500攝氏度到600攝氏度。

10.根據權利要求9所述的用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，其特征在于，步驟五中，完成任意一個開采單元的開發(fā)后，均對該開采單元中位于下方的輔助通道(21)對應的注入井(23)和生產井(24)進行封閉。

技術總結
本發(fā)明涉及富油煤開采技術領域，具體涉及一種用于富油煤地下原位轉化的模塊化及梯級開發(fā)方法，利用注入井向開采單元的開采通道內泵入通過加熱器加溫后的增壓流體，并利用注入井向該開發(fā)單元內位于下方的輔助通道內泵入增壓流體，且輔助通道內的流體壓強大于開采單元中的流體，開采通道內的流體對該開采單元中兩開采區(qū)進行加熱，促進兩開采區(qū)熱解，利用注入井或生產井抽取開采通道上方的輔助通路中的包含熱解產物的氣體，完成對該開采單元的開采，本發(fā)明用于提升流體在煤層中的滲透率，從而提升煤層產油出氣的效果。

技術研發(fā)人員：胡晨林,付小兵
受保護的技術使用者：新疆大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15