【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种连续油管拖动式超临界水喷射煤岩地下气化方法，属于煤炭气化。
技术介绍
1、煤炭地下气化技术(ucg)是地下的煤在原位进行有控制的燃烧，产生ch4、h2和co等可燃气体的过程，是集建井、采煤、气化三大工艺于一体的煤炭清洁开发利用技术，能够促进深煤层的开发利用，极大地提高资源利用效率，作为一种潜在的煤炭清洁开采手段，由于技术及经济等因素制约尚未规模化应用，仍处于工程试验阶段，需要进行关键技术攻关。并且，现有工程试验项目多以浅部煤层为主，技术相对成熟。
2、然而与浅部煤层相比，深部煤炭地下气化在环境保护方面更有优势，但是，深部煤层具有“高地应力、中高温度、特低渗透、高饱和性、强压缩性”等特点，制约深部煤炭地下气化发展的关键技术还需进一步攻关。
3、近年来，深部煤储层ucg关键工程技术主要围绕u型气化炉构建技术与可控注气点后退气化工艺(crip)。但由于煤炭地下气化是煤炭的原位燃烧开采，为保持燃烧的持续性，理论上要求水平井段煤层钻遇率达到100％，水平井井眼轨迹控制及注入水平井和生产直井的地下精准对接为u型气化炉构建带来了极大的挑战。crip工艺应用于深层煤炭地下气化工程的可行性，但是目前的现场试验煤层均较浅，适用性还有待进一步实践检验。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种煤岩地下气化方法，该方法基于可拖动式连续油管和超临界水喷射煤岩技术，有助于深煤层资源的高效利用。
2、为达到上述目的，本专利技术提供了
3、步骤1：通过可拖动式的连续油管向煤层注入温度在374.3℃以上的水，并将连续油管内的压力和井底的压力控制在22.1mpa以上，喷射出高温高速的超临界水射流破碎煤岩，并使超临界水与煤发生反应获得可燃气体，同时形成气化腔；
4、步骤2：在形成气化腔之后，将可拖动式的连续油管拖至下一位置，重复射流过程，形成另一个气化腔；
5、步骤3：将可燃气体排出地面并进行气水分离回收h2。
6、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，所述高温水是在地面加热至温度不小于374.3℃，然后再通过连续油管注入煤层。
7、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，所述高温水采用油管注入，过程中环空呈封闭状态，控制井底压力的同时起到保温作用。
8、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，将油管内的压力和井底的压力控制在22.1mpa以上，可以使注入的高温水在374.3℃时成为超临界态。
9、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，所述喷射出高温高速的超临界水射流破碎煤岩的步骤通过喷枪工具实现。
10、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，所述喷枪工具为cn114607278b或cn111395964b中的造穴喷枪，具有良好的耐温耐压性。
11、根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术采用高温高速超临界水射流可以高效破碎煤岩，加快后续反应的发生，在提高气化空腔改造效果的同时缩短施工时间，节省施工成本。同时，射流会形成产生应力扰动，形成卸压区，卸压增透提高收益，达到降本增效。
12、根据本专利技术的具体实施方案，所述超临界水通过喷枪工具形成超临界水射流，在高效破碎煤岩的同时，由于超临界水的高温高压及均相氧化等特性，其不断与煤发生反应，将煤炭化学能转化为氢能。优选地，所述超临界水与煤的反应包括：
13、煤+超临界水→co2+h2+ch4；
14、co2+煤→co；
15、有机物+o2→co2+h2o。
16、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，将在地面捕集和/或分离的co2注入煤层，使其进入气化腔。
17、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，在气化腔中，捕集和/或分离的co2在高温下与煤层中的碳反应生成co，co与水蒸气(由超临界水形成)进一步反应生成h2和co2，得到所述可燃气体。
18、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，所述可燃气体的主要成分为ch4、h2、co等。
19、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，在气化腔中形成的可燃气体通过环空排出地面，在地面分离罐对产出流体进行气水分离，分离回收清洁燃料h2。
20、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，该方法包括以下步骤：将气水分离获得的co2注入煤层的气化腔，参与气化腔中的反应。通过这种往复循环的过程，可望有效吸纳和消化煤炭燃烧过程中产生的co2。
21、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，该方法还包括以下步骤：将水平井钻进至煤层，并且，所述水平井与煤层的顶板、底板的距离分别≥1m。
22、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，所述步骤2重复进行，并且，重复进行形成气化腔的次数根据实际地层情况调整，直至充分动用整个煤层。
23、根据本专利技术的具体实施方案，优选地，该方法包括以下具体步骤：
24、(1)将水平井钻进至目的煤层，其中，所述水平井与煤层的顶板、底板的距离分别≥1m；
25、(2)向煤层下入装有喷枪工具的连续油管；
26、(3)从地面向连续油管注入温度在374.3℃以上的高温水；
27、(4)将控制连续油管内的压力和井底的压力控制在22.1mpa以上，在井底喷射出高温高速的超临界水射流破碎井底煤岩，使超临界水与煤发生反应，得到可燃气体，并形成气化腔；
28、(5)顺利改造气化空腔之后，拖动连续油管至下一位置，重复步骤(3)、(4)，从而形成多个气化腔；
29、(6)将可燃气体通过环空排出地面，在地面气水分离后，回收h2；
30、(7)将地面分离所得到的co2副产品重新注入地下的气化腔，参与气化腔中的反应。
31、本专利技术所提供的连续油管拖动式超临界水喷射煤岩地下气化方法适合于深煤层资源，例如埋深在1500-3000m的深层煤层。
32、本专利技术的技术方案是一种煤炭地下气化(ucg)技术，在助力深煤层资源高效利用的同时，可与二氧化碳捕集、利用与埋存技术有机耦合(ucg-ccus)，可望有效吸纳和消化煤炭燃烧过程中产生的co2。
33、本专利技术所提供的方法借助超临界水射流冲击破碎煤岩，在形成较好的反应空腔的同时击碎煤岩提高施工效率与气化效率，而且在气化腔内就可以反应，破碎煤块还可以使气化更易进行，效果更好，并且射流会形成产生应力扰动，形成卸压区，卸压增透提高收益。本专利技术的这种造穴气化的方法具有增大接触面积、提升效率等优势。而且，本专利技术所提供的方法通过一口井、一趟管柱就可以实现多点改造，不需要燃烧井点火，并且工艺简单，实用性强，成本低，可以用于深煤层改造。
34、本专利技术结合crip工艺、连续油管技术及超临界水射流技术优势，提供了一种连续油管拖动式“超临界水喷射煤岩”地下气化方法。本专利技术的方法在ucg工程中不仅可以输送气化剂和点火器到井底，还可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种连续油管拖动式超临界水喷射煤岩地下气化方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述喷射出高温高速的超临界水射流破碎煤岩的步骤通过喷枪工具实现；
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超临界水与煤的反应包括：
4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，该方法还包括将在地面捕集和/或分离的CO2注入煤层，使其进入气化腔。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，在气化腔中，捕集和/或分离的CO2在高温下与煤层中的碳反应生成CO，CO与水蒸气进一步反应生成H2和CO2，得到所述可燃气体。
6.根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述可燃气体的主要成分为CH4、H2、CO。
7.根据权利要求1或4所述的方法，其中，该方法包括以下步骤：将气水分离获得的CO2注入煤层的气化腔，参与气化腔中的反应。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括以下步骤：将水平井钻进至煤层，并且，所述水平井与煤层的顶板、底板的距离分别≥1m。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其包括以下具体步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种连续油管拖动式超临界水喷射煤岩地下气化方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述喷射出高温高速的超临界水射流破碎煤岩的步骤通过喷枪工具实现；
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超临界水与煤的反应包括：
4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，该方法还包括将在地面捕集和/或分离的co2注入煤层，使其进入气化腔。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，在气化腔中，捕集和/或分离的co2在高温下与煤层中的碳反应生成co，co与水蒸气进一步反应生成h2和co2，得到所述可燃气体。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨睿月，黄中伟，井美洋，武晓光，李敬彬，洪纯阳，陈健翔，秦小舟，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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