本發(fā)明屬于天然氣水合物開(kāi)采，具體涉及一種基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的不斷增加，天然氣作為一種清潔高效的能源來(lái)源，其開(kāi)采技術(shù)得到了廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的開(kāi)采方法如水力壓裂已被廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)的天然氣抽采工作需要在地面布置泵車車隊(duì)進(jìn)行水力致裂，而且存在環(huán)境污染和高耗水量等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、一種基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，包括如下步驟：

4、(1)在煤系地層的穩(wěn)定巖層中開(kāi)設(shè)一條工作巷，工作巷通向地面，工作巷內(nèi)部設(shè)置第一抽采管道；

5、(2)在工作巷內(nèi)向上向下分別開(kāi)設(shè)暗立井連通工作巷，將特氟龍護(hù)管放置在暗立井內(nèi)，第二抽采管道與微波注熱天線位于特氟龍護(hù)管內(nèi)部，微波注熱天線的端頭連接微波注熱發(fā)射設(shè)備，工作巷上面的暗立井和內(nèi)部的特氟龍護(hù)管向上貫穿致密砂巖層伸入頁(yè)巖層，工作巷下面的暗立井和內(nèi)部的特氟龍護(hù)管向下貫穿彎曲帶伸入裂隙帶；特氟龍護(hù)管表面分布貫穿孔；第二抽采管道與第一抽采管道連通；

6、(3)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，將位于工作巷上面的第二抽采管道與微波注熱發(fā)射設(shè)備位于頁(yè)巖層，微波注熱發(fā)射設(shè)備進(jìn)行微波注熱，開(kāi)啟連接第二抽采管道的泵，第二抽采管道對(duì)頁(yè)巖層氣進(jìn)行抽取；然后將位于工作巷上面的第二抽采管道與微波注熱發(fā)射設(shè)備位于致密砂巖層，微波注熱發(fā)射設(shè)備進(jìn)行微波注熱，開(kāi)啟連接第二抽采管道的泵，第二抽采管道對(duì)致密砂巖層氣進(jìn)行抽取，抽取的頁(yè)巖層氣和致密砂巖層氣輸送至第一抽采管道然后輸送至地面；

7、(4)在開(kāi)采頁(yè)巖層氣的同時(shí)，將位于工作巷下面的第二抽采管道與微波注熱發(fā)射設(shè)備位于裂隙帶，微波注熱發(fā)射設(shè)備進(jìn)行微波注熱，開(kāi)啟連接第二抽采管道的泵，第二抽采管道對(duì)煤層氣進(jìn)行抽取，輸送至第一抽采管道然后輸送至地面；然后將位于工作巷下面的第二抽采管道與微波注熱發(fā)射設(shè)備位于彎曲帶，微波注熱發(fā)射設(shè)備進(jìn)行微波注熱，開(kāi)啟連接第二抽采管道的泵，第二抽采管道對(duì)致密砂巖層氣進(jìn)行抽取，輸送至第一抽采管道然后輸送至地面。

8、本發(fā)明所使用的微波注熱發(fā)射設(shè)備為本領(lǐng)域常規(guī)的微波注熱發(fā)射設(shè)備，可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇和設(shè)置微波注熱參數(shù)。

9、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在工作巷內(nèi)向上開(kāi)設(shè)暗立井的數(shù)量為2個(gè)以上；在工作巷內(nèi)向下開(kāi)設(shè)暗立井的數(shù)量為2個(gè)以上，按照實(shí)際需要進(jìn)行暗立井的設(shè)置。

10、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述步驟(3)中，暗立井設(shè)置在煤礦開(kāi)采區(qū)域的上面，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中同步進(jìn)行頁(yè)巖氣、致密砂巖氣、煤層氣的開(kāi)采。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述第二抽采管道由多個(gè)管道首尾可拆卸連接組成的管道，在開(kāi)采致密砂巖層過(guò)程中，通過(guò)拆卸第二抽采管道的部分管道將第二抽采管道的端口置于開(kāi)采區(qū)域；微波注熱天線的端頭連接微波注熱發(fā)射設(shè)備，電線是可彎曲的，能夠控制微波注熱發(fā)射設(shè)備的位置。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述第二抽采管道的端頭和微波注熱發(fā)射設(shè)備在同一開(kāi)采區(qū)域。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述第一抽采管道和第二抽采管道均連接泵，將抽采的氣體從開(kāi)采區(qū)采集進(jìn)行第二抽采管道，然后在第一抽采管道通輸送至地面。

14、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述特氟龍護(hù)管內(nèi)部設(shè)置有封孔器，封孔器與特氟龍護(hù)管間隙配合連接，將特氟龍護(hù)管分割為上下兩部分，第一抽采管道和微波注熱天線在特氟龍護(hù)管內(nèi)部貫穿封孔器。

15、封孔器與特氟龍護(hù)管間隙配合連接是為了給抽采管道營(yíng)造一個(gè)密閉的環(huán)境，形成的負(fù)壓環(huán)境有利于抽采管道抽采天然氣。

16、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述第二抽采管道位于頁(yè)巖層頁(yè)開(kāi)采巖氣時(shí)，封孔器位于泥巖層；第二抽采管道位于致密砂巖層開(kāi)采致密砂巖氣時(shí)，封孔器位于暗立井底部；第二抽采管道位于裂隙帶開(kāi)采煤層氣時(shí)，封孔器位于彎曲帶。

17、作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，微波注熱發(fā)射設(shè)備在頁(yè)巖層進(jìn)行3-4次微波注熱；微波注熱發(fā)射設(shè)備在致密砂巖層進(jìn)行2-3次微波注熱；微波注熱發(fā)射設(shè)備在彎曲帶進(jìn)行1-2次微波注熱；微波注熱發(fā)射設(shè)備在裂隙帶進(jìn)行1-2次微波注熱。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明首次提出將一巷兩用、三氣合采技術(shù)與微波致裂技術(shù)結(jié)合，一方面，通過(guò)在煤系地層中布設(shè)一條長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作巷，實(shí)現(xiàn)了致密砂巖氣、煤層氣和頁(yè)巖氣三種天然氣資源的同步開(kāi)采，減少多井開(kāi)發(fā)需求，提高了資源利用效率；同時(shí)對(duì)煤層瓦斯進(jìn)行有效治理，降低煤炭開(kāi)采過(guò)程中發(fā)生瓦斯突出災(zāi)害的概率。另一方面，提高了巖石的滲透性，促進(jìn)天然氣的釋放，儲(chǔ)層氣體滲透率提高了107～266％，同時(shí)促進(jìn)了煤儲(chǔ)層內(nèi)天然氣的高效解吸/釋放，天然氣采收率提高了30％以上，而且減少了水資源消耗和次生地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境污染。

技術(shù)特征：

1.一種基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.權(quán)利要求1所述基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，暗立井設(shè)置在煤礦開(kāi)采區(qū)域的上面，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中同步進(jìn)行頁(yè)巖氣、致密砂巖氣、煤層氣的開(kāi)采。

3.如權(quán)利要求1所述基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，其特征在于，所述第二抽采管道由多個(gè)管道首尾可拆卸連接組成的管道，在開(kāi)采致密砂巖層過(guò)程中，通過(guò)拆卸第二抽采管道的部分管道將第二抽采管道的端口置于開(kāi)采區(qū)域。

4.如權(quán)利要求1所述基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，其特征在于，所述第二抽采管道的端頭和微波注熱發(fā)射設(shè)備在同一開(kāi)采區(qū)域。

5.如權(quán)利要求1所述基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，其特征在于，所述第一抽采管道和第二抽采管道均連接泵，將抽采的氣體從開(kāi)采區(qū)采集進(jìn)行第二抽采管道，然后在第一抽采管道通輸送至地面。

6.如權(quán)利要求1所述基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，其特征在于，所述特氟龍護(hù)管內(nèi)部設(shè)置有封孔器，封孔器與特氟龍護(hù)管間隙配合連接，將特氟龍護(hù)管分割為上下兩部分，第一抽采管道和微波注熱天線在特氟龍護(hù)管內(nèi)部貫穿封孔器。

7.如權(quán)利要求6所述基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，其特征在于，所述第二抽采管道位于頁(yè)巖層頁(yè)開(kāi)采巖氣時(shí)，封孔器位于泥巖層；第二抽采管道位于致密砂巖層開(kāi)采致密砂巖氣時(shí)，封孔器位于暗立井底部；第二抽采管道位于裂隙帶開(kāi)采煤層氣時(shí)，封孔器位于彎曲帶。

8.如權(quán)利要求1所述基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，其特征在于，微波注熱發(fā)射設(shè)備在頁(yè)巖層進(jìn)行3-4次微波注熱；微波注熱發(fā)射設(shè)備在致密砂巖層進(jìn)行2-3次微波注熱；微波注熱發(fā)射設(shè)備在彎曲帶進(jìn)行1-2次微波注熱；微波注熱發(fā)射設(shè)備在裂隙帶進(jìn)行1-2次微波注熱。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于一巷兩用、三氣合采高效回收天然氣的方法，屬于天然氣水合物開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)將一巷兩用、三氣合采技術(shù)與微波致裂促解增透技術(shù)相結(jié)合，一方面，在煤系地層中布設(shè)一條長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作巷，實(shí)現(xiàn)致密砂巖氣、煤層氣和頁(yè)巖氣三種天然氣資源的同步開(kāi)采。微波致裂促解增透技術(shù)則通過(guò)高頻電磁波加熱巖層，提高其滲透性，促進(jìn)天然氣的高效釋放。另一方面，提高了巖石的滲透性，促進(jìn)天然氣的釋放，儲(chǔ)層氣體滲透率提高了107～266％，同時(shí)促進(jìn)了煤儲(chǔ)層內(nèi)天然氣的高效解吸/釋放，而且減少了水資源消耗和次生地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境污染。

技術(shù)研發(fā)人員：王品,賈朵雪兒,鄭曉林,周淑婷,陳奪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6