[发明专利]一种煤炭地下气化过程中余热增产煤层气的方法

说明书

本发明公开了一种煤炭地下气化过程中余热增产煤层气的方法，包括以下步骤：S1：从地面向煤炭地下气化的目标煤层打入注气井和产气井，形成U型井；S2：煤层气井的水平井段与煤炭地下气化的气化通道空间上形成X型交叉；S3：在注气井末端安装煤炭地下气化的辅助装置；S4：煤炭燃烧产生的高温，加热附近煤炭；S5：在产气井的地面端安装抽气装置；S6：高温气流通过辐射和热传导的方式将热量传递给煤层气生产煤层加热，提高煤层气的解吸速率；S7：煤层气井排出煤层气。本发明使用方法能够合理利用煤炭地下气化过程中产生的热量，减少了煤层气注热开发过程中大量的能源消耗。

技术领域

本发明涉及煤层气注热增产技术领域，特别是涉及一种煤炭地下气化过程中余热增产煤层气的方法。

背景技术

煤炭地下气化(Underground Coal Gasification，UCG)是一种不将煤炭开采至地表，煤直接在地下进行前期处理的一种特殊的煤炭开发方式。通过钻孔或者巷道将煤炭在地层的原位空间进行点燃，使煤发生一系列的热作用以及化学作用，将固态的煤炭变化为气体状态运输到地表。但是煤炭地下气化后产生的高温产出气蕴含的大量能量被浪费在气化通道以及地层中。同时，为了提高煤层气的产量，向煤层中注热，提高煤层气的解吸和渗透率是提高煤层气产量的一种有效的方法，但是，这一过程会耗费大量的经费以及能源资源。这是一种高成本的投资。因此，本发明提出一种将煤炭地下气化产生的热量用于加热煤层促进煤层气产气的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种煤炭地下气化过程中余热增产煤层气的方法。

本发明所采用的技术方案是：一种煤炭地下气化过程中余热增产煤层气的方法，包括以下步骤：

S1: 向气化目标煤层利用定向钻井技术钻入注气井，形成气化通道；同时在地面另一处同样向下钻井，产气井穿过煤层气生产煤层，钻入煤炭地下气化的目标煤层，到达煤炭地下气化生产井水平段末端，注气井与产气井形成连通；

S2: 从地面向煤层气开发的目标煤层钻进，在煤层气开发的目标煤层内部形成水平井段，并与煤炭地下气化的气化通道空间上形成X型交叉，此为煤层气生产井；

S3: 在注气井末端：气化燃烧空腔处安装点火装置、气化剂注入装置、后退装置等一系列的煤炭地下气化的辅助装置；

S4: 在注气井的末端气化燃烧空腔处注入气化剂，进行点火，形成煤炭地下气化的高温氧化区，煤炭开始燃烧并产生高温气体；煤炭燃烧产生的高温，加热附近煤炭，促进煤炭发生还原反应、不完全燃烧反应以及干燥干馏反应；上述反应产生一系列高温的混合气体；

S5: 在产气井的地面端安装抽气装置，使煤炭地下气化产生的高温气体进入煤炭地下气化的煤层气产出通道；

S6: 煤炭地下气化产生的高温气体会沿着煤炭地下气化的产出气通道运移，高温气体通过煤层气生产的目标煤层，高温气流通过低温的煤层时，由于温度差的存在，高温气流通过辐射和热传导的方式将热量传递给煤层气生产煤层加热，提高煤层气的解吸速率；

S7：煤层气生产井钻入煤层中后，由于煤层中储层压力的存在，钻孔一旦揭露煤层，呈吸附状态的煤层气开始解吸成为游离状态，并向压力较小的钻孔运移，由于气压差的存在，煤层气不断向地面运移产出煤层气，煤层气井排出煤层气。

进一步地，在上述步骤S1中,气化目标煤层厚度原则上不低于2m。

进一步地，在上述步骤S1中,煤炭地下气化的产出气井以及产气通道的井壁套管为导热性能好的材料。

进一步地，所述井壁套管为铝基铜板。

进一步地，在上述步骤S1和S2中，气化目标煤层与煤层气生产目标煤层间距大于10m。