[发明专利]一种超声波与远红外加热协同作用的煤层气抽采方法

说明书

本发明提供一种超声波与远红外加热协同作用的煤层气抽采方法，包括：在抽采现场施工气体抽采竖直井，在竖直井内施工斜分支井，将耐高温高压井套安装到竖直井和斜分支井中；在每个斜分支井内设置带有温度传感器一的远红外加热发生端，该远红外加热发生端与红外加热集成控制端连接；在竖直井内设置超声波换能器，该超声波换能器与超声波发生装置连接；将煤层气抽采管插入竖直井内，煤层气抽采管与气体抽采收集装置连接；在竖直井内设置温度传感器二，温度传感器二与红外加热集成控制端连接；在竖直井井套上部和底部安装固定封口装置以形成密闭抽采空间，启动超声波发生装置；启动红外加热集成控制端；启动气体抽采收集装置，实施煤层气抽采。

技术领域

本发明属于煤层气开采技术领域，具体涉及一种超声波与远红外加热协同作用的煤层气抽采方法，可实现煤层增透，煤层气增产，尤其适合我国高瓦斯压力、低渗透性煤层。

背景技术

开发利用煤层气资源可增加新的洁净能源，改善能源结构，减少温室气体排放，保护大气环境，而且可以降低或避免煤层气事故发生造成的巨大损失，对社会、经济、环境都有重大的现实意义。然而由于我国特殊的地质条件，决定了我国大部分煤层气储层为高储量、低渗透的特征，导致大部分煤层气抽采困难，严重影响煤层气产量。

煤层气抽排方式中，地面钻井预抽排最有工业利用价值。但在地面钻井抽采煤层气过程中，由于我国特殊的煤层地质条件，煤层气储层渗透性差，导致气体抽采存在一定困难，严重影响了煤层气抽采利用率。因此，如何提高煤层气储层渗透性、增加气体活性以促进煤层气解吸运移实现煤层气增产是煤层气生产中至关重要的技术问题。煤储层温度的升高可以有效的提高储层气体的活性，导致储层气体大量解吸运移，而在气体运移过程中气体运移通道大小决定气体运移速度和运移量。目前亟需一种新的煤层气抽采方法来解决地面钻井抽采煤层气过程中面临的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种超声波与远红外加热协同作用的煤层气抽采方法，该方法可以有效增加煤储层的温度，促进储层内部的孔隙裂隙进一步发育，为煤层气的运移提供通道，从而提高煤层气的开采效率和产量。本发明的技术方案为：

一种超声波与远红外加热协同作用的煤层气抽采方法，包括以下步骤：

(1)在抽采现场施工气体抽采竖直井穿透煤层，在竖直井内施工若干个斜分支井，将预制好的耐高温高压井套安装到竖直井和斜分支井中以支撑竖直井和斜分支井的井筒；

(2)在每个斜分支井内设置带有温度传感器一的远红外加热发生端，所述带有温度传感器一的远红外加热发生端通过耐高温高压数据传输电缆一与红外加热集成控制端连接；

(3)在竖直井内设置超声波换能器，所述超声波换能器通过耐高温高压数据传输电缆二与超声波发生装置连接；

(4)将煤层气抽采管插入竖直井内至距离井底0.5米处，所述煤层气抽采管与气体抽采收集装置连接；

(5)在竖直井内设置温度传感器二，所述温度传感器二通过耐高温高压数据传输电缆三与所述红外加热集成控制端连接；

(6)在竖直井井套上部和底部安装固定封口装置以形成密闭抽采空间，启动超声波发生装置，所产生的超声波通过耐高温高压数据传输电缆二传送到超声波换能器，对井下煤层气储层进行超声波辐射；

(7)启动红外加热集成控制端，对井下煤层气储层进行远红外辐射，监控所述竖直井内和所述斜分支井内的温度，实现储层加热；

(8)启动气体抽采收集装置，实施煤层气抽采。

进一步地，所述若干个斜分支井对称分布于所述竖直井的两侧，每个斜分支井与水平线的夹角为30度。

进一步地，所述带有温度传感器一的远红外加热发生端设置于所述斜分支井的中心位置，用于对斜分支井内进行温度控制。