【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤炭清洁利用，具体涉及深层煤层钻完井工艺、气化腔注采井分布设计、多井联动注采方式等相关技术，特别涉及一种煤层原位气化开采井网及开采方法。
技术介绍
1、煤炭地下气化技术是一项具有前沿性、战略性的新能源开发技术。煤炭地下气化炉建造是煤炭地下气化工程成功的关键，是一项涉及钻井、固井、材料、管柱力学、机械等多学科交叉融合的综合性工程技术。我国煤炭地下气化研究起步较晚，虽然已经进行了初步的探索试验，在某地区进行了成功的浅层煤炭地下气化试验，但尚未开展大规模的现场试验。
2、尤其是埋深大于2200米的深层煤层的地下气化还属于前沿性探索技术，没有现场试验验证，技术亟待攻关。
技术实现思路
1、为了丰富方法以适用于更多应用场景，本专利技术提出了一种煤层原位气化开采井网及开采方法。
2、第一方面，本专利技术实施例提供一种煤层原位气化开采井网，包括多口注入井和一口采出井；
3、所述多口注入井采用井工厂设计，注入井都为水平井，井口在同一平台；
4、每口注入井的水平段与煤层底板间的距离为煤层厚度的10％～15％，且不超过1米，相邻两口注入井的水平段间的距离为煤层厚度的8～10倍。
5、在一些实施例中，每口注入井与采出井的连接点为同一连接点。
6、在一些实施例中，注入井与采出井间采用井筒直接连通的方式连通，或采用压裂的方式连通。
7、在一些实施例中，注入井的水平段长度为500～700米。
8、在一
9、在一些实施例中，所述采出井钻穿煤层，所述采出井在煤层顶部至煤层底部的井段使用裸眼筛管完井。
10、在一些实施例中，在注入井水平段的注氧环空中每20～50米布置一个热电偶；在所述采出井的采气管中每20～50米布置一个热电偶。
11、在一些实施例中，注入井的数量为5～10口。
12、在一些实施例中，所述采出井井口处的生产套管使用波纹管。
13、在一些实施例中，还包括服务井，用于温度和压力监测及设定条件下注水熄火。
14、第二方面，本专利技术实施例提供一种煤层原位气化开采方法，包括：
15、通过上述任一煤层原位气化开采井网，采用多注入井同时注入，多个燃烧腔同时工作的模式，对煤层进行原位气化开采。
16、在一些实施例中，注入井的首个燃烧腔点火点距离注入井与采出井间的连接点10～15倍煤层厚度。
17、在一些实施例中，沿平行于煤层底板的方向，相邻的两个燃烧腔边界间的最小距离，大于5倍煤层厚度。
18、在一些实施例中，注入井的燃烧腔采用交替后退燃烧模式。
19、在一些实施例中，在燃烧腔熄灭或非首个燃烧腔点燃的过程中，通过相应注入井注入氮气，保持该燃烧腔腔体的内压不低于其他正在燃烧中的燃烧腔的内压。
20、在一些实施例中，通过一台同心连续管作业车值机实现多口注入井的燃烧腔后退操作。
21、本专利技术实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
22、(1)本专利技术实施例提供的煤层原位气化开采井网，多口注入井采用井工厂设计，注入井都为水平井，井口在同一平台，便于氧气、水和氮气保护气的注入以及连续管作业，操作便捷；每口注入井的水平段与煤层底板间的距离为煤层平均厚度的10％～15％，且不超过1米，可以保证最大的燃烧效益；相邻两口注入井水平段间的距离为煤层厚度的8～10倍，保证开采过程中燃烧腔腔体之间气压相互独立。通过该井网对煤层进行原位气化开采，操作便捷、燃烧稳定，开采经济效益高。
23、(2)本专利技术实施例提供的煤层原位气化开采井网，采出井井口处的生产套管使用波纹管，可在一定程度上抵消采出井在运行中由于热应力影响导致的井口抬升。
24、(3)本专利技术实施例提供的煤层原位气化开采方法，采用多井同时注入，多个燃烧腔同时工作的模式，降低单位采出气成本，并很大程度上提高总采出气量。
25、(4)本专利技术实施例提供的煤层原位气化开采方法，注入井的首个燃烧腔点火点距离注入井与采出井间连接点10～15倍煤层厚度，设计最小点火距离是为了保证利用地层自身渗流和物理、化学反应热解降温；设计最大距离是为了防止煤产生450度以下的热解，煤在450度以下热解会产生大量焦油，存在堵塞气流通道的可能。另外，燃烧腔与采出井的连接点间的距离足够大，保证了利用地层对采出气进行自然降温、降压，更加适用于深层煤气化过程中温度、压力高的工况。
26、(5)本专利技术实施例提供的煤层原位气化开采方法，多口注入井的燃烧腔采用交替后退模式，保证采出井采出气的稳定供给。同时腔体间隔排布，能够提高煤层的利用率。
27、(6)本专利技术实施例提供的煤层原位气化开采方法，在燃烧腔熄灭或非首个燃烧腔点燃的过程中，通过相应注入井注入氮气，保持该燃烧腔腔体的内压不低于其他正在燃烧中的燃烧腔的内压，防止其他运行腔体气体回流进入熄灭腔体。
28、(7)本专利技术实施例提供的煤层原位气化开采方法，考虑燃烧腔燃烧过后，内部腔体的稳定性问题，在深部煤层地下气化过程中，设计矿柱宽度(沿平行于煤层底板的方向，相邻的两个燃烧腔边界间的最小距离)不低于5倍煤层厚度。一般说深部煤层地下气化腔体燃烧废弃后，腔体内部的静水压力和燃烧留下的灰渣能够很大程度上支撑燃烧腔的力学稳定，且由于埋深较深，扁平的腔体坍塌一般不会给地面造成任何影响。
29、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
30、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种煤层原位气化开采井网，其特征在于，包括多口注入井和一口采出井；
2.如权利要求1所述的井网，其特征在于，每口注入井与采出井的连接点为同一连接点。
3.如权利要求1所述的井网，其特征在于，注入井与采出井间采用井筒直接连通的方式连通，或采用压裂的方式连通。
4.如权利要求1所述的井网，其特征在于，注入井的水平段长度为500～700米。
5.如权利要求1所述的井网，其特征在于，所述采出井的生产套管外径不小于224.5mm。
6.如权利要求1所述的井网，其特征在于，所述采出井钻穿煤层，所述采出井在煤层顶部至煤层底部的井段使用裸眼筛管完井。
7.如权利要求1所述的井网，其特征在于，在注入井水平段的注氧环空中每20～50米布置一个热电偶；
8.如权利要求1～7任一所述的井网，其特征在于，注入井的数量为5～10口。
9.如权利要求1～7任一所述的井网，其特征在于，所述采出井井口处的生产套管使用波纹管。
10.如权利要求1～7任一所述的井网，其特征在于，还包括服务井，用于温度和压力
11.一种煤层原位气化开采方法，其特征在于，包括：
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，注入井的首个燃烧腔点火点距离注入井与采出井间连接点10～15倍煤层厚度。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，沿平行于煤层底板的方向，相邻的两个燃烧腔边界间的最小距离，大于5倍煤层厚度。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，多口注入井的燃烧腔采用交替后退燃烧模式。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在燃烧腔熄灭或非首个燃烧腔点燃的过程中，通过相应注入井注入氮气，保持该燃烧腔腔体的内压不低于其他正在燃烧中的燃烧腔的内压。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，通过一台同心连续管作业车值机实现多口注入井的燃烧腔后退操作。
...【技术特征摘要】
1.一种煤层原位气化开采井网，其特征在于，包括多口注入井和一口采出井；
2.如权利要求1所述的井网，其特征在于，每口注入井与采出井的连接点为同一连接点。
3.如权利要求1所述的井网，其特征在于，注入井与采出井间采用井筒直接连通的方式连通，或采用压裂的方式连通。
4.如权利要求1所述的井网，其特征在于，注入井的水平段长度为500～700米。
5.如权利要求1所述的井网，其特征在于，所述采出井的生产套管外径不小于224.5mm。
6.如权利要求1所述的井网，其特征在于，所述采出井钻穿煤层，所述采出井在煤层顶部至煤层底部的井段使用裸眼筛管完井。
7.如权利要求1所述的井网，其特征在于，在注入井水平段的注氧环空中每20～50米布置一个热电偶；
8.如权利要求1～7任一所述的井网，其特征在于，注入井的数量为5～10口。
9.如权利要求1～7任一所述的井网，其特征在于，所述采出...
【专利技术属性】
技术研发人员：董京楠，袁光杰，何爱国，刘奕衫，孙振虎，王开龙，关跃阳，班凡生，乔磊，车阳，丁吉平，王向阳，冯明，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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