專利名稱：一種煤炭地下氣化通道確定、貫通方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭地下氣化領(lǐng)域，尤其涉及確定、貫通煤炭氣化通道的技術(shù)。
背景技術(shù)：
煤的潔凈與高效利用是當(dāng)今世界能源與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的重大課題之
一。目前，國(guó)內(nèi)可由工作人員下井挖掘的煤炭?jī)H占煤炭資源儲(chǔ)量的11.43%， 對(duì)于其它的煤炭資源，如廢棄礦井或是開采不經(jīng)濟(jì)的褐煤或是深部煤層等， 則不適于派遣人員下井挖掘，而是采用煤炭地下氣化的方法來(lái)開采、利用煤 炭資源。
煤炭地下氣化工藝要求煤層具有較高的氣體滲透能力。然而煤層的天然 滲透能力很差，因此在進(jìn)行煤炭地下氣化(UCG)操作之前需要先在煤層之 中貫通氣化通道。如圖1所示的氣化通道位于氣化劑注入井和產(chǎn)氣井之間， 具有較高氣體滲透性，以供氣體通行。氣化通道還有助于確定氣化過(guò)程的途 徑及氣化空腔的擴(kuò)展速度，從而控制氣化劑的注入速度及煤氣產(chǎn)率，使UCG 在一定程度上得到控制。
在貫通氣化通道之前，需要確定氣化通道路線。目前，對(duì)于氣化通道路 線的判斷是在氣化劑注入井周圍幾個(gè)不同方向分別打井，之后向氣化劑注入 井中鼓入高壓氣體，觀察氣化劑注入井周圍的幾口井中排出氣體的量，選擇 排氣量最大的井與氣化劑注入井的連線方向作為氣化通道方向。利用這種方 法至少需要鉆三口井，才能大致確定氣化通道，成本較高；此外，這種方法 確定的氣化通道貫通效率較低，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無(wú)法貫通選擇的氣化通道、需要 重新確定氣化通道再次進(jìn)行貫通的情況。因此，現(xiàn)有技術(shù)的確定、貫通氣化通道的方法成本較高，貫通效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種煤炭地下氣化通道確定、貫通方法和系統(tǒng)，用 于提高氣化通道的貫通效率。
一種煤炭氣化通道確定方法，包括 測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力；
根據(jù)測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層裂隙發(fā)育方向； 根據(jù)所述煤層裂隙發(fā)育方向確定所述煤炭氣化通道的方向。 所述測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力，具體為 以定向取心方式獲取所述煤層中至少 一塊巖石；
測(cè)量所述巖石水平方向的地應(yīng)力，根據(jù)所述巖石水平方向的地應(yīng)力確定 所述煤層水平方向的地應(yīng)力。
在所述測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力之后，還包括 根據(jù)測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤炭氣化通道的長(zhǎng)度。 一種煤炭氣化通道確定系統(tǒng)，包括
煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置，用于測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力；
煤層裂隙發(fā)育方向確定裝置，用于根據(jù)所述煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝 置測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層裂隙發(fā)育方向；
煤炭氣化通道確定裝置，用于根據(jù)所述煤層裂隙發(fā)育方向確定所述煤炭 氣化通道的方向。
一種煤炭氣化通道貫通方法，包括
根據(jù)測(cè)量的煤層水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層的裂隙發(fā)育方向； 根據(jù)所述煤層的裂隙發(fā)育方向確定所述煤炭氣化通道的方向；
根據(jù)所述煤炭氣化通道的方向確定產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑注入井的方位后鉆井;在所述氣化劑注入井與產(chǎn)氣井之間的煤層貫通煤炭氣化通道。
一種煤炭氣化通道貫通系統(tǒng)，包括
煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置，用于測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力；
煤層裂隙發(fā)育方向確定裝置，用于根據(jù)所述煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝
置測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層裂隙發(fā)育方向；
煤炭氣化通道確定裝置，用于根據(jù)所述煤層裂隙發(fā)育方向確定所述煤炭
氣化通道的方向；
鉆井裝置，用于根據(jù)所述煤炭氣化通道的方向確定產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑 注入井的方位后鉆井；
氣化通道貫通裝置，用于在所述氣化劑注入井與產(chǎn)氣井之間的煤層貫通 煤炭氣化通道。
方向，根據(jù)煤層裂隙的發(fā)育方向來(lái)決定煤炭氣化通道的走向，使得沿著煤層 裂隙的發(fā)育方向開拓的煤炭氣化通道在達(dá)到相同滲透率時(shí)，所需外力較小， 從而提高氣化通道的貫通效率；或者施加相同的外力，則可以增加氣化通道 的長(zhǎng)度，從而減小鉆孔投資、節(jié)約成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的氣化劑注入井、產(chǎn)氣井和氣化通道示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的確定、貫通煤炭氣化通道的方法流程圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的才艮據(jù)煤層最大水平地應(yīng)力的方向確定煤層裂隙發(fā) 育方向的示意圖5a為本發(fā)明實(shí)施例的確定煤炭氣化通道的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5b為本發(fā)明實(shí)施例的貫通煤炭氣化通道的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例的煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的發(fā)明人考慮到在煤層之中往往具有裂隙，而天然形成的裂隙可 以提供有效的滲透通道。因此，本發(fā)明實(shí)施例利用煤層中的裂隙來(lái)選擇、貫 通煤炭氣化通道。具體可以是根據(jù)測(cè)量的煤層水平方向的地應(yīng)力來(lái)確定煤層 中裂隙的發(fā)育方向(即裂隙的走向)，根據(jù)煤層裂隙的發(fā)育方向來(lái)決定煤炭氣 化通道的走向。這樣，沿著煤層裂隙的發(fā)育方向來(lái)開拓煤炭氣化通道可以使 得氣化通道達(dá)到相同的滲透率時(shí)，所需外力較小，從而提高氣化通道的貫通
效率；或者施加相同的外力，則可以增加氣化通道的長(zhǎng)度，從而減小鉆孔投 資、節(jié)約成本。
下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定、貫通煤炭氣化通道的具體方法，流程圖 如圖2所示，包括如下具體步驟
5201、 測(cè)量確定煤層水平方向的地應(yīng)力。
由于煤層處于地下，無(wú)法直接判斷其裂隙的走向，則可以根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造 的原理一 一地層中的裂縫走向與地層中最大水平地應(yīng)力的方向基本是一致 的，從而先測(cè)定煤層水平方向的地應(yīng)力，進(jìn)而確定煤層最大水平地應(yīng)力的方 向，就可以確定出煤層裂隙發(fā)育方向(如圖3所示)。
對(duì)于地層地應(yīng)力的測(cè)量方法目前有多種，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際 情況選擇一種最適合當(dāng)?shù)孛簩忧闆r的方法來(lái)測(cè)量煤層的水平方向的地應(yīng)力。 具體測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力的方法將在后續(xù)進(jìn)^f亍詳細(xì)介紹。
5202、 根據(jù)測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層裂隙發(fā)育方向。 根據(jù)測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定出最大水平地應(yīng)力的方向；根據(jù)煤
層的最大水平地應(yīng)力的方向，就可以判定出煤層裂隙發(fā)育方向。也就是說(shuō)， 沿著煤層的最大水平地應(yīng)力的方向即為煤層裂隙發(fā)育方向。
5203、 根據(jù)所述煤層裂隙發(fā)育方向確定煤炭氣化通道的方向。在確定了煤層裂隙發(fā)育方向后，以煤層裂隙發(fā)育方向作為煤炭氣化通道 的方向。也就是說(shuō)，沿著煤層裂隙發(fā)育方向設(shè)置煤炭氣化通道。
5204、 使得氣化劑注入井與產(chǎn)氣井之間的連線方向與確定的煤炭氣化通 道的方向一l丈。
在貫通煤炭氣化通道之前，需要鉆氣化劑注入井和產(chǎn)氣井。通?？梢栽?確定煤炭氣化通道方向之前鉆氣化劑注入井，然而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例確定 煤炭氣化通道方向的方法，既可以在確定煤炭氣化通道方向之前、也可以在 確定煤炭氣化通道方向之后鉆氣化劑注入井。
在確定了煤炭氣化通道方向后，就可以確定產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑注入井 的方位了。具體為，產(chǎn)氣井與氣化劑注入井的連線方向與確定的煤炭氣化通 道方向盡量保持一致即可。
在確定了產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑注入井的方位后，即可實(shí)施產(chǎn)氣井的鉆井。 使得產(chǎn)氣井與氣化劑注入井之間的連線方向盡量與確定的煤炭氣化通道的方 向保持一致，從而就可以使得產(chǎn)氣井與氣化劑注入井之間的煤炭氣化通道是 沿著煤層裂隙發(fā)育方向的，從而煤炭氣化通道的貫通效率高、更節(jié)約成本。
5205、 根據(jù)定煤層水平方向的地應(yīng)力，確定煤炭氣化通道的長(zhǎng)度。 為了更進(jìn)一步提高煤炭氣化通道的貫通效率高，還可以根據(jù)煤層水平方
向的地應(yīng)力，確定出煤炭氣化通道的長(zhǎng)度，從而更為精確的確定出產(chǎn)氣井的 鉆井位置，獲得更高的煤炭氣化通道的貫通效率。
例如，在考慮諸多因素(比如煤層厚度、氣化通道的有效半徑、煤的彈 性模量、煤的壓縮系數(shù)等)后，可以采用如下公式計(jì)算煤炭氣化通道的長(zhǎng)度 值『
上式中，a為設(shè)定常數(shù)，/z為通道工作面高度，夂為煤層滲透率，&為圍
巖滲透率，r為煤炭氣化通道的有效半徑，//為煤層厚度，r為貫通時(shí)間。其l《
中煤層滲透率〖可以根據(jù)最大、最小水平地應(yīng)力之差計(jì)算
^-C,] (2) ￡ y」
其中，K為滲透率，O"'為最大水平地應(yīng)力與最小水平地應(yīng)力之差，v為煤
的泊松比，五為煤的彈性模量，C/為煤的壓縮系數(shù)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以采用其它公式、或者采用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)獲得煤炭氣 化通道的長(zhǎng)度值與煤層水平方向的地應(yīng)力之間的關(guān)系。
5206、 進(jìn)行鉆井。
在確定了煤炭氣化通道方向后，就可以確定產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑注入井 的方位了，之后即可實(shí)施產(chǎn)氣井的鉆井。
為了更進(jìn)一步提高煤炭氣化通道的貫通效率，還可以在確定出煤炭氣化 通道的長(zhǎng)度，根據(jù)煤炭氣化通道的長(zhǎng)度確定出產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑注入井的 距離后，再實(shí)施產(chǎn)氣井的鉆井。
5207、 在氣化劑注入井與產(chǎn)氣井之間的煤層貫通煤炭氣化通道。 可以采用多種方法來(lái)貫通氣化劑
例如包括但不限于電力貫通、水力壓裂、空氣火力滲透、定向鉆井等方法。
電力貫通法是以工業(yè)頻率的交變電流加于煤層，借助電能的熱效應(yīng)，使 煤層的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，在兩個(gè)鉆孔中電極間的煤層內(nèi)形成一條窄的具有 透氣性的被燒穿的焦化通道，再經(jīng)過(guò)熱加工擴(kuò)大焦化通道，從而在鉆孔間的 煤層中貫通出氣化通道。
水力壓裂法是通過(guò)向煤層中注入高壓溶液，高壓溶液流經(jīng)煤層，在兩個(gè) 鉆孔之間的煤層中貫通出 一個(gè)通道作為氣化通道。
空氣火力滲透法是利用煤層的天然透氣性把氣化煤層看作由氣孔和裂縫 隔離的煤塊所組成煤的自然層，在熱力作用下，煤層的這種分離狀態(tài)將不斷 加強(qiáng)，從而在兩個(gè)鉆孔間的煤層中建立氣化通道。
在根據(jù)煤層中裂隙發(fā)育方向確定煤炭氣化通道后，進(jìn)一步通過(guò)壓力、水力或是火力等貫通方法建立氣化通道，有利于煤層中的裂縫進(jìn)一步發(fā)育，從 而保證煤層具有較高的氣體滲透能力。這樣有助于在氣化過(guò)程中提高傳熱， 傳質(zhì)以及反應(yīng)強(qiáng)度，強(qiáng)化煤層的裂隙，提高氣化的效率及煤氣產(chǎn)率。
上述步驟S201測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力，目前可以采用多種方法實(shí)現(xiàn)， 比如水力壓裂應(yīng)力測(cè)量方法、井壁崩落應(yīng)力方向測(cè)量、長(zhǎng)源距聲波應(yīng)力測(cè) 量、地面電位法應(yīng)力方向測(cè)量、井下微地震波法測(cè)地應(yīng)力方向、套心應(yīng)力解 除等礦場(chǎng)應(yīng)力測(cè)量的方法；
或者，利用地質(zhì)和地震資料，如火山頸、斷層類型、油井井眼穩(wěn)定性、 取心收獲率、地層起伏、地質(zhì)構(gòu)造、震源機(jī)制等，進(jìn)行定性分析得到煤層的 應(yīng)力場(chǎng)分布情況，從而確定所述煤層水平方向的地應(yīng)力；
或者，采用應(yīng)力場(chǎng)有限元數(shù)值模擬、地應(yīng)力剖面解釋、鉆進(jìn)參數(shù)反演、 長(zhǎng)源距聲波測(cè)井自適應(yīng)等方法計(jì)算煤層水平方向的地應(yīng)力；
再或者通過(guò)巖心測(cè)量方法獲得所要測(cè)量的地層——煤層的水平方向的地 應(yīng)力。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選取最符合實(shí)際情況的方法來(lái)測(cè)量煤層的水平方 向的i也應(yīng)力。
其中，較佳的方法是巖心測(cè)量方法。由于巖心測(cè)量可以在室內(nèi)測(cè)定，不 需要大量的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和人員，因此具有較低的成本。巖心測(cè)量方法主要是利 用巖石的凱撒(Kaiser)效應(yīng)來(lái)測(cè)量煤層中的巖石的水平方向的地應(yīng)力，由于 巖石水平方向的地應(yīng)力反映了煤層水平方向的地應(yīng)力，因此，可以通過(guò)測(cè)量 煤層中至少 一個(gè)巖石的水平方向的地應(yīng)力來(lái)確定煤層水平方向的地應(yīng)力。由 于通常是將巖石從煤層取出后測(cè)量其水平方向的地應(yīng)力；因此為了保證取出 后測(cè)試的巖石的水平方向的地應(yīng)力能夠反映其所在煤層的水平方向的地應(yīng) 力，需要保證巖石取出后的位置狀態(tài)是與煤層中的位置狀態(tài)相一致的。也就 是說(shuō)，在取巖石和測(cè)試巖石的過(guò)程中不能翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)該巖石，否則，測(cè)試出 的巖石的水平方向的地應(yīng)力不能反映其所在煤層的水平方向的地應(yīng)力。因此， 采用定向取心的方法來(lái)獲取煤層中的巖石，可以保持巖石在煤層中所處的姿勢(shì)(如圖4所示)，使得測(cè)量的巖石的水平方向的地應(yīng)力能反映其所在煤層的
水平方向的:l也應(yīng)力。
巖石的Kaiser效應(yīng)是指巖石對(duì)所受過(guò)的應(yīng)力具有記憶功能，當(dāng)外界應(yīng)力 達(dá)到巖石所受過(guò)的最大先期應(yīng)力時(shí)巖石開始出現(xiàn)明顯的聲發(fā)射現(xiàn)象。利用巖 石的Kaiser效應(yīng)，可以在水平方向通過(guò)壓力機(jī)向巖石逐級(jí)增加應(yīng)力，記錄巖 石的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，并測(cè)試巖石在應(yīng)力增加過(guò)程中的聲發(fā)射頻率，根據(jù)測(cè)試 結(jié)果判斷巖石水平方向的地應(yīng)力，從而可以得出巖石水平方向的最大或最小 i也應(yīng)力方向。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，雖然上述說(shuō)明中，為便于理解，對(duì)方法的步 驟采用了順序性描述，i旦是應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于上述步驟的順序并不作嚴(yán)格限制。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種確定煤炭氣化通道的系統(tǒng)，如圖5a所示，包括 煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置501、煤層裂隙發(fā)育方向確定裝置502、煤炭氣 化通道確定裝置503。
煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置501用于測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力。具 體的測(cè)量方法可以采用如上介紹的測(cè)量方法，此處不再贅述。
煤層裂隙發(fā)育方向確定裝置502用于才艮據(jù)所述煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量 裝置測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層裂隙發(fā)育方向。煤層裂隙發(fā)育 方向確定裝置502依據(jù)所述煤層水平方向地應(yīng)力中最大水平地應(yīng)力的方向， 判斷出所述煤層裂隙發(fā)育方向。
煤炭氣化通道確定裝置503用于根據(jù)所述煤層裂隙發(fā)育方向確定所述煤 炭氣化通道的方向。煤炭氣化通道確定裝置503確定所述煤炭氣化通道的方 向盡量與煤層裂隙發(fā)育方向一致。
進(jìn)一步，煤炭氣化通道確定裝置503還用于才艮據(jù)所述煤層水平方向地應(yīng) 力測(cè)量裝置測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤炭氣化通道的長(zhǎng)度。具體 確定煤炭氣化通道長(zhǎng)度的方法如前所述，此處不再贅述。
煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置501的一種具體結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括巖石獲取模塊601、巖石水平地應(yīng)力測(cè)量模塊602、煤層水平方向地應(yīng)力確定 模塊603。
巖石獲iW^塊601用于以定向取心方式獲取所述煤層中至少一塊巖石； 巖石水平地應(yīng)力測(cè)量才莫塊602用于測(cè)量所述巖石水平方向的地應(yīng)力； 煤層水平方向地應(yīng)力確定^t塊603用于^4居所述巖石水平方向的地應(yīng)力
確定所述煤層水平方向的地應(yīng)力。
本發(fā)明實(shí)施例4是供的一種貫通煤炭氣化通道的系統(tǒng)，如圖5b所示，包括
如上所述的煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置501、煤層裂隙發(fā)育方向確定裝置
502和煤炭氣化通道確定裝置503之外，還包括鉆井裝置504、氣化通道貫
通裝置505。
其中，鉆井裝置504用于4艮據(jù)煤炭氣化通道確定裝置503確定的煤炭氣 化通道的方向，確定產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑注入井的方位后鉆井。
氣化通道貫通裝置505用于在所述氣化劑注入井與產(chǎn)氣井之間的煤層貫 通煤炭氣化通道。具體貫通方法可以采用前述貫通方法之一。
進(jìn)一步，鉆井裝置504還用于在鉆井前還才艮據(jù)煤炭氣化通道確定裝置503
了產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑注入井的方位和距離后再實(shí)施鉆井，可以使得產(chǎn)氣井 與氣化劑注入井之間的煤炭氣化通道的貫通效率更高。 ^曰月實(shí)由千才K^雖、1^展7hC半方向的i*'應(yīng)力來(lái)確
方向，根據(jù)煤層裂隙的發(fā)育方向來(lái)決定煤炭氣化通道的走向，使得沿著煤層 裂隙的發(fā)育方向開拓的煤炭氣化通道在達(dá)到相同滲透率時(shí)，所需外力較小， 從而提高氣化通道的貫通效率；或者施加相同的外力，則可以增加氣化通道 的長(zhǎng)度，從而減小鉆孔投資、節(jié)約成本。
在根據(jù)煤層中裂隙發(fā)育方向確定煤炭氣化通道后，進(jìn)一步通過(guò)壓力、水 力或是火力等貫通方法建立氣化通道，有利于煤層中的裂縫進(jìn)一步發(fā)育，從 而保證煤層具有較高的氣體滲透能力。這樣有助于在氣化過(guò)程中提高傳熱，傳質(zhì)以及反應(yīng)強(qiáng)度，強(qiáng)化煤層的裂隙，提高氣化的效率及煤氣產(chǎn)率。
此外，由于煤層處于較淺地層中，在這種地質(zhì)環(huán)境下，最大水平地應(yīng)力 是最小水平地應(yīng)力及垂直地應(yīng)力的幾倍，沿著最大地應(yīng)力方向開拓氣化通道， 使得氣化通道受通道周圍地應(yīng)力作用最小，在一定程度上降低了氣化通道坍 塌堵塞的可能性及巖石蠕變對(duì)井孔中套管的損傷程度。
是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀
取存儲(chǔ)介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等。
還可以理解的是，附圖或?qū)嵤├兴镜难b置結(jié)構(gòu)僅僅是示意性的，表 示邏輯結(jié)構(gòu)。其中作為分離部件顯示的模塊可能是或者可能不是物理上分開 的，作為模塊顯示的部件可能是或者可能不是物理模塊。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn) 飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)^L為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種煤炭氣化通道確定方法，其特征在于，包括測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力；根據(jù)測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層裂隙發(fā)育方向；根據(jù)所述煤層裂隙發(fā)育方向確定所述煤炭氣化通道的方向。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述測(cè)量煤層水平方向的地 應(yīng)力，具體為以定向取心方式獲取所述煤層中至少 一塊巖石；測(cè)量所述巖石水平方向的地應(yīng)力，根據(jù)所述巖石水平方向的地應(yīng)力確定 所述煤層水平方向的地應(yīng)力。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述測(cè)量煤層水平方 向的i也應(yīng)力之后，還包才舌根據(jù)測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤炭氣化通道的長(zhǎng)度。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述測(cè)量煤層水平方向的地 應(yīng)力，具體包括但不限于采用水力壓裂應(yīng)力測(cè)量方法、井壁崩落應(yīng)力方向測(cè)量方法、長(zhǎng)源距聲波 應(yīng)力測(cè)量方法、地面電位法應(yīng)力方向測(cè)量方法或者井下樣支地震波測(cè)量方法測(cè) 量所述煤層水平方向的地應(yīng)力；或者利用地質(zhì)和地震資料定性分析得到煤層的應(yīng)力場(chǎng)分布情況，從而確定所 述煤層水平方向的地應(yīng)力；或者采用應(yīng)力場(chǎng)有限元數(shù)值模擬、地應(yīng)力剖面解釋、鉆進(jìn)參數(shù)反演或者長(zhǎng)源 距聲波測(cè)井方法計(jì)算所述煤層水平方向的地應(yīng)力。
5、 一種煤炭氣化通道確定系統(tǒng)，其特征在于，包括煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置，用于測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力； 煤層裂隙發(fā)育方向確定裝置，用于根據(jù)所述煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝 置測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層裂隙發(fā)育方向；煤炭氣化通道確定裝置，用于根據(jù)所述煤層裂隙發(fā)育方向確定所述煤炭 氣化通道的方向。
6、 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煤層水平方向地應(yīng)力測(cè) 量裝置，包括巖石獲取模塊，用于以定向取心方式獲取所述煤層中至少 一塊巖石； 巖石水平地應(yīng)力測(cè)量;f莫塊，用于測(cè)量所述巖石水平方向的地應(yīng)力； 煤層水平方向地應(yīng)力確定模塊，用于根據(jù)所述巖石水平方向的地應(yīng)力確 定所述煤層水平方向的地應(yīng)力。
7、 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煤炭氣化通道確定裝置還用于根據(jù)所述煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝 置測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤炭氣化通道的長(zhǎng)度。
8、 一種煤炭氣化通道貫通方法，其特征在于，包括 根據(jù)測(cè)量的煤層水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層的裂隙發(fā)育方向； 根據(jù)所述煤層的裂隙發(fā)育方向確定所述煤炭氣化通道的方向；鉆井；在所述氣化劑注入井與產(chǎn)氣井之間的煤層貫通煤炭氣化通道。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述鉆井之前，還包括 根據(jù)測(cè)量的煤層水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤炭氣化通道的長(zhǎng)度； 根據(jù)所述煤炭氣化通道的長(zhǎng)度，確定所述產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑注入井的距離。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述貫通煤炭氣化通道， 具體包括但不限于采用空氣火力滲透、電力貫通、水力壓裂或者定向鉆進(jìn)的方法貫通所述 煤炭氣化通道。
11、 一種煤炭氣化通道貫通系統(tǒng)，其特征在于，包括煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置，用于測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力；煤層裂隙發(fā)育方向確定裝置，用于根據(jù)所述煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝置測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層裂隙發(fā)育方向；煤炭氣化通道確定裝置，用于根據(jù)所述煤層裂隙發(fā)育方向確定所述煤炭氣化通道的方向；鉆井裝置，用于根據(jù)所述煤炭氣化通道的方向確定產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑 注入井的方位后鉆井；氣化通道貫通裝置，用于在所述氣化劑注入井與產(chǎn)氣井之間的煤層貫通 煤炭氣化通道。
12、如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煤炭氣化通道確定裝置還用于根據(jù)所述煤層水平方向地應(yīng)力測(cè)量裝 置測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤炭氣化通道的長(zhǎng)度；以及所述鉆井裝置還用于在鉆井前還根據(jù)所述煤炭氣化通道確定裝置確定的 煤炭氣化通道的長(zhǎng)度確定產(chǎn)氣井相對(duì)于氣化劑注入井的距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤炭地下氣化領(lǐng)域，尤其涉及確定、貫通煤炭氣化通道的技術(shù)。本發(fā)明提供了一種煤炭氣化通道確定、貫通方法和系統(tǒng)，所述方法包括測(cè)量煤層水平方向的地應(yīng)力；根據(jù)測(cè)量的水平方向的地應(yīng)力，確定所述煤層裂隙發(fā)育方向；根據(jù)所述煤層裂隙發(fā)育方向確定所述煤炭氣化通道的方向。由于根據(jù)煤層水平方向的地應(yīng)力來(lái)確定煤層中裂隙的發(fā)育方向，根據(jù)煤層裂隙的發(fā)育方向來(lái)決定煤炭氣化通道的走向，使得沿著煤層裂隙的發(fā)育方向開拓的煤炭氣化通道在達(dá)到相同滲透率時(shí)，所需外力較小，從而提高氣化通道的貫通效率。
文檔編號(hào)E21B43/00GK101424181SQ200810178928
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者劉洪濤, 俊 李, 峰 陳, 鹍 高 申請(qǐng)人:新奧科技發(fā)展有限公司