一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法

本发明涉及一种改变煤渗透率的方法，尤其适用于低渗透性煤层使用的一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法。

背景技术：

1、传统的瓦斯抽采技术主要依赖于物理方法，如钻孔抽采、水力压裂等。这些方法虽然在一定程度上能够提高瓦斯的解吸和流动，但存在成本高、效果不稳定、对煤层结构破坏较大等问题。

2、近年来，化学方法逐渐成为研究热点，通过注入化学试剂改变煤的物理化学性质，从而提高瓦斯的解吸率和渗透率。然而，现有化学方法多使用强酸、强碱或有机溶剂，这些试剂不仅对煤层和环境造成潜在危害，还可能影响煤的后续利用。

3、乙酸钠作为一种弱碱性盐，具有成本低、环境友好、易于操作等优点，乙酸钠溶液在煤层中结晶时会释放热量，使周围煤体温度升高，煤体因热胀冷缩产生内部应力从而产生裂隙。此外，乙酸钠能够与煤中的矿物质发生反应，改变煤的孔隙结构和表面性质，从而影响瓦斯的吸附和解吸行为。进一步改善煤的渗透率。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，实施容易，在改变煤层的渗透效果的同时提高瓦斯解吸能力。

2、为实现上述目的，本发明的利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其步骤为：

3、步骤一、通过地震勘探、测井手段，确定地层的温度、岩性、渗透率、孔隙度、地应力分布的参数，明确适合压裂的目标层位；

4、步骤二、使用射孔枪在目标岩层打出小孔，为乙酸钠溶液进入岩层提供通道；

5、步骤三、通过高压泵将乙酸钠溶液注入煤层，确保溶液充分渗透煤层；

6、步骤四、压裂施工结束后，关闭井口三天；

7、步骤五、进行反排，使废液流回至地面。

8、注液时溶液温度控制在50℃～60℃之间。

9、在注液过程中采用分段脉冲注液：前段注入溶液浓度在40％～45％之间，作为导流层，后段注入溶液浓度在45％～55％之间，形成主反应区。

10、注液压力动态调节范围为10～20mpa。

11、注液过程中配合井下微震监测系统实时反馈裂隙发育状态来及时调整注液压力。

12、乙酸钠溶液在煤层中因温度水分变化而发生结晶，释放大量热量。

13、所述产生的结晶作为支撑剂。

14、热量使煤层温度升高并使溶液水分蒸发，煤体因热胀冷缩产生内部应力，不同部位的煤体热膨胀程度有差异，就会形成应力集中，当应力超过煤体强度时，煤体就会产生裂隙，溶液水分蒸发也会产生蒸汽压力，进一步扩大裂隙和加剧结晶。

15、产生的热量同时用于辅助瓦斯解吸，温度升高有利于瓦斯从煤体表面解吸，乙酸钠溶液结晶释放的热量传递给煤层，促进煤层中吸附瓦斯的解吸过程。

技术特征：

1.一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其特征在于，注液时溶液温度控制在50℃～60℃之间。

3.根据权利要求1所述的一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其特征在于，在注液过程中采用分段脉冲注液：前段注入溶液浓度在40％～45％之间，作为导流层，后段注入溶液浓度在45％～55％之间，形成主反应区。

4.根据权利要求1所述的一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其特征在于，注液压力动态调节范围为10～20mpa。

5.根据权利要求1所述的一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其特征在于，注液过程中配合井下微震监测系统实时反馈裂隙发育状态来及时调整注液压力。

6.根据权利要求1所述的一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其特征在于，乙酸钠溶液在煤层中因温度水分变化而发生结晶，释放大量热量。

7.根据权利要求6所述的一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其特征在于，产生的结晶作为支撑剂。

8.根据权利要求6所述的一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其特征在于，热量使煤层温度升高并使溶液水分蒸发，煤体因热胀冷缩产生内部应力，不同部位的煤体热膨胀程度有差异，就会形成应力集中，当应力超过煤体强度时，煤体就会产生裂隙，溶液水分蒸发也会产生蒸汽压力，进一步扩大裂隙和加剧结晶。

9.根据权利要求6所述的一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，其特征在于，产生的热量同时用于辅助瓦斯解吸，温度升高有利于瓦斯从煤体表面解吸，乙酸钠溶液结晶释放的热量传递给煤层，促进煤层中吸附瓦斯的解吸过程。

技术总结
本发明公开了一种利用乙酸钠改变煤渗透率和提高瓦斯解吸的方法，适用于低渗透性煤层使用。首先通过传统钻孔、水力压裂的方式将乙酸钠溶液注入到煤层中，之后封孔操作。乙酸钠溶液和煤层之间通过对流换热使乙酸钠溶液温度降低发生结晶，释放大量热量，释放的热量使煤层局部温度升高，热膨胀作用扩大煤层裂隙，提高渗透率，同时温度升高有利于瓦斯从煤体表面解吸，且生成的晶体可作为支撑剂保持裂缝开放。此方法实施容易，在改变煤层的渗透效果的同时提高瓦斯解吸能力。

技术研发人员：孟筠青,李龙山
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2025/4/10