專利名稱：一種煤層氣開采的新方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種提高煤層氣開采產量的方法，特別是指利用高溫氮氣(N2)或一定溫度的壓裂液開采煤層氣的方法，屬于煤層氣開采方法技術領域。
背景技術：
煤層氣是成煤過程中形成的、仍以煤層為儲集的天然氣，主要成分是甲烷(CH4)。 它是一種非常規(guī)天然氣，以吸附狀態(tài)的形式自生自儲在煤層中，包括基質表面的吸附氣、煤層裂縫與割理中的游離氣、煤層水中的溶解氣和煤層間夾層的游離氣等4部分。煤層氣是優(yōu)質的能源和化工原料，在目前能源短缺的環(huán)境中是良好的補充能源。我國煤層氣資源極其豐富，資源量位居世界前列。全國5大聚煤區(qū)39個含煤盆地 68個含煤區(qū)，6大含煤系埋深300— 1500m，煤層氣遠景資源量為270000x108m3，幾乎與我國的天然氣資源量相當。全國累計探明煤層氣儲量已達1023. 08X 108m3。我國開發(fā)煤層氣處于初期的小規(guī)模試驗階段，還沒有形成一套行之有效的開發(fā)工程技術，每年從煤礦礦井抽放掉煤層氣(煤礦稱瓦斯)約10余億立方米，造成巨大經濟損失，對環(huán)境也造成一定的影響，而且每年都會因為瓦斯發(fā)生數(shù)起井下事故，造成人員傷亡， 究其原因，主要是受我國煤層氣儲層自身特性限制，煤層氣藏的滲率低、吸附強、解吸速度慢，使煤層氣解吸及在煤層中運移十分困難，目前我國大多數(shù)煤層氣試井產氣量低、產量遞減快，難以形成穩(wěn)定的工業(yè)性氣流，因此，必須針對我國煤儲層特點，如何尋找和研究煤層氣開采新型增產技術，成為人們需要解決的一個難題。煤層氣一般以游離、吸附和溶解態(tài)存在于煤層的孔裂隙中，少量甲烷可溶于水中 游離態(tài)的煤層氣服從氣體定律，吸附態(tài)的煤層不服從氣體定律，進入到煤的分子團中，被煤分子所吸收，與煤分子合為一體，所以也稱之為固溶體，吸附態(tài)的氣體是煤層氣開采中較難開采的一部分。目前也有利用熱能來提高煤層氣開采的方法，如中國石油大學的楊勝來在專利“煤層氣的熱力開采方法”中將熱流體或化學劑氧化產生的熱量或電加熱注入井下，燜井之后開采；新澳能源研究有限公司的趙昱在專利“一種煤層氣開采新技術”中應用燃燒出氣井的煤以及煤層氣產生的高溫CO2，注入井下開采。通過研究表明，400V以上的高溫可以降低煤層的致密性，提高氣體在煤層間隙中的滲透性，加速煤層氣的解吸速度；高溫氮氣( )或高溫煙道氣具有高吸附性，且氮氣分子較小，除能置換出煤層間隙中的吸附態(tài)氣體，還能解吸出煤分子團中與煤分子作用的吸附態(tài)氣體，從而提高煤層氣的出氣率，增加出氣井的日產量。
發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于提出一種利用一定溫惰性氣體(氮氣和二氧化碳(N2)或者帶有一定溫度的壓裂液，壓裂液的砂石可以做催化劑支撐骨架，通過溫度增產煤層氣開采的方法，該方法可以有效解吸出煤層間隙中以及煤分子團中與煤分子作用的吸附態(tài)氣體， 加速煤層氣的解吸速度，從而提高煤層氣的出氣率。
采用的技術方案是
本發(fā)明的一種煤層氣開采的新方法，其特征在于包括以下工藝過程 在以公知方法用高壓流體對煤層進行裂處理后，向進氣井注入至少400-600°C的高溫氮氣(N2)或者高溫煙道氣，燜井7-15天，利用高溫氣體加熱煤層，使氮氣的小分子能夠與煤分子反應，充分置換煤層間隙以及分子團中的煤層氣。所述的高溫氮氣( )或高溫煙道氣，是高溫空氣通過燃燒氧化反應后的混合氣體，主要成分為氮氣。本發(fā)明的優(yōu)點在于向注氣井注入至少400°C的高溫氮氣( )或高溫煙道氣，一方面可以利用高溫氣體加熱煤層，加速氣體在煤層間隙中的滲透，提高煤層氣解吸速度 ’另一方面，在高溫條件下，由于氮氣的小分子以及強吸附性，可以進入到煤分子團中，與煤分子吸附反應，置換出煤層間隙中以及煤分子團中與煤分子作用的吸附態(tài)煤層氣，從而提高煤層氣的出氣率。
具體實施例方式本發(fā)明的一種煤層氣開采的新方法，包括以下工藝過程
在以公知方法用高壓流體對煤層進行裂處理后，向進氣井注入至少450°C的高溫氮氣 (N2)或者高溫煙道氣，燜井10天，利用高溫氣體加熱煤層，使氮氣的小分子能夠與煤分子反應，充分置換煤層間隙以及分子團中的煤層氣。
權利要求
1.一種煤層氣開采的新方法，其特征在于包括以下工藝過程在以公知方法用高壓流體對煤層進行裂處理后，向進氣井注入至少400-600°C的高溫氮氣(N2)或者高溫煙道氣，燜井7-15天，利用高溫氣體加熱煤層，使氮氣的小分子能夠與煤分子反應，充分置換煤層間隙以及分子團中的煤層氣。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種煤層氣開采的新方法，其特征在于所述的高溫氮氣(N2) 或高溫煙道氣，是高溫空氣通過燃燒氧化反應后的混合氣體，主要成分為氮氣。
全文摘要
一種煤層氣開采的新方法，包括以下工藝過程在以公知方法用高壓流體對煤層進行裂處理后，向進氣井注入至少400-600℃的高溫氮氣(N2)或者高溫煙道氣，燜井7-15天，利用高溫氣體加熱煤層，使氮氣的小分子能夠與煤分子反應，充分置換煤層間隙以及分子團中的煤層氣。本發(fā)明可以利用高溫氣體加熱煤層，加速氣體在煤層間隙中的滲透，提高煤層氣解吸速度，從而提高煤層氣的出氣率。
文檔編號E21B43/267GK102162352SQ20111009777
公開日2011年8月24日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月19日
發(fā)明者寧麗華, 王正東 申請人:王正東