[发明专利]一种用于富油煤地下原位转化的模块化及梯级开发方法

说明书

本发明提供了一种用于富油煤地下原位转化的模块化及梯级开发方法，该方法包括：将选定的富油煤层划分为多个区块，对每个区块的富油煤进行梯级开发；用微生物对煤层进行第一级开发，提取煤层中的煤焦油和气；再通过加热流体对煤层进行第二级开发，第二次提取煤层中的煤焦油；再向煤层注入气化剂对煤层进行第三级开发，将煤层残留的固定碳转化为可燃气体；最后将径向井周围煤层气化后形成的气化空腔进行填充。本发明将富油煤开发区划分为多个富油煤区块，可降低整个富油煤开发项目的施工难度，提高对富油煤资源的利用效率。

技术领域

本发明属于富油煤开采技术领域，具体涉及一种用于富油煤地下原位转化的模块化及梯级开发方法。

背景技术

富油煤是一种煤基油气资源，是我国油气资源的重要补充。地下原位转化技术是实现煤炭资源向低碳化和绿色开发的主要方向，相较于传统的煤炭资源开发工艺，可降低对环境的破坏，提高资源利用率，降低运输和人工成本。富油煤的地下原位转化技术主要包括地下原位气化和地下原位热解。地下原位气化是在地下原位将富油煤点燃，进行有控制的燃烧，将富油煤转化为气体，提取至地表分级分质利用。地下原位热解是在高温条件下，将富油煤中的有机质裂解为煤焦油和气，而后将产物提取至地表分级分质利用。

现有的地下原位转化技术多为单一的地下原位气化和地下原位热解技术，专利CN113803040A提出了一种富油煤地下原位气化与热解一体化共采方法，该方案中的导热柱施工较为困难、成本较高，且未对地下原位产生的气化腔进行处理，可能使煤层顶板坍塌，阻断气化工艺的进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于富油煤地下原位转化的模块化及梯级开发方法,通过模块化和梯级开发的方法解决现有技术对煤层利用不充分，及煤层气化后空腔易坍塌的问题，降低对富油煤资源进行综合利用的开发难度。

为达上述目的，本发明提供了一种用于富油煤地下原位转化的模块化及梯级开发方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将富油煤开发区分为多个富油煤区块；

步骤二、在每个富油煤区块内钻进一口注入井和一口生产井，注入井和生产井钻进至煤层底板以下，注入井和生产井之间用数个径向井连通，对注入井和生产井全井段固井，并向径向井中下入套管，然后对径向井进行射孔作业；

步骤三、从注入井向煤层注入微生物发酵液，所述微生物发酵液压力大于煤层起裂压力，然后关闭注入井和生产井，进行第一级开发，第一级开发停止后从生产井中抽取反应产物，并在地面进行分离；

步骤四、向注入井中下入井下加热器，向生产井中下入产物抽取管，并在产物抽取管下部设置耐高温封隔器，耐高温封隔器位于上部径向井和下部径向井之间；向煤层中注入加热流体对煤层加热进行第二级开发，所述加热流体的压力大于煤层起裂压力，加热流体将煤层由下至上热解，然后将下部煤层的产物与上部煤层的产物提取至地面分离；

步骤五、对煤层的第二级开发完成后，向生产井中填充过滤层，然后从注入井向下层径向井中下入管状点火器，并注入气化剂；

步骤六、对煤层进行气化作业进行第三级开发，气化产物由生产井提取至地面分离，下层径向井周围的煤层气化后形成气化空腔，然后通过管状点火器向气化空腔中填充固体颗粒，最后注入耐高温早强水泥浆液，将固体颗粒固结；

步骤七、重复步骤六，将煤层由下至上气化，并将气化空腔填充。

进一步的，所述固体颗粒由超临界二氧化碳携带至气化空腔。

进一步的，所述微生物发酵液为黄袍原毛平革菌，所述微生物发酵液不仅可提取煤层中的煤焦油和气，还可增强煤层的造缝效果，提升后续工艺的开发质量。

进一步的，用步骤三和步骤四中的产物对注入的加热流体在地面进行预热。