申请日2014.12.04
公开(公告)日2015.04.22
IPC分类号E21B43/295
摘要
本发明涉及一种地下污水控制方法，用于将煤炭地下气化后形成的燃空区中的污水固化，所述煤层气化涉及多个井，所述井包括注入井和监测井，所述地下污水控制方法包括处理步骤。本发明通过对所述注入井和所述监测井注入冷却剂的方法，使所述污水和冷却剂发生热交换，注入的冷却剂会迅速吸热气化变成气体并保存在所述燃空区内，从而保证了污水能够完全形成冰体，使所述污水原位被固化，保证了污水的稳定性，从而避免了污水的被迫迁移问题。
摘要附图
权利要求书
1.一种地下污水控制方法，用于将煤炭地下气化后形成的燃空区(12) 中的污水(13)固化，所述煤层气化涉及多个井，所述井包括注入井和监测 井，所述地下污水控制方法包括处理步骤，其特征在于：所述处理步骤包括 向所述注入井内注入冷却剂，监测所述监测井排出气体的流量变化，待所述 监测井排出的气体流量变小时，提高对所述注入井或者所述监测井注入冷却 剂的剂量，根据所述监测井的井口压力以及井下温度的变化判断所述污水 (13)是否被固化。
2.根据权利要求1所述的地下污水控制方法，其特征在于：所述地下 污水控制方法还包括测量步骤，所述测量步骤利用第一测量装置(14)测量 各个井的水位和泥位，利用第二测量装置(15)测量所述监测井的压力、流 量和温度。
3.根据权利要求2所述的地下污水控制方法，其特征在于：所述确定 注入井和监测井的位置选择采用水位判断时，将水位较低的井作为注入井， 将水位较高的井作为监测井。
4.根据权利要求1所述的地下污水控制方法，其特征在于：所述处理 步骤中，若所述监测井的井口压力超过2MPa，则关闭所述监测井，当所述井 下温度降低到零下5度至零度时，污水固态逐渐形成。
5.根据权利要求4所述的地下污水控制方法，其特征在于：所述处理 步骤中，首先向所述注入井内注入冷却剂的剂量控制在1m3/h至2m3/h之 间，提高对所述注入井注入冷却剂的剂量控制在4m3/h至6m3/h之间。
6.根据权利要求1所述的地下污水控制方法，其特征在于：所述处理 步骤中，选择最边缘的两个井作为注入井注入冷却剂，然后根据其它井的出 气量将次边缘的两个井作为注入井注入冷却剂，依次顺序，最后向所述监测 井注入冷却剂。
7.根据权利要求1所述的地下污水控制方法，其特征在于：所述处理 步骤中，所述冷却剂直接通过注入管(18)注入所述注入井内。
8.根据权利要求1所述的地下污水控制方法，其特征在于：所述地下 污水控制方法还包括维护步骤，通过对所述监测井温度和压力的监测判断是 否需要补充冷却剂。
9.根据权利要求8所述的地下污水控制方法，其特征在于：所述维护 步骤中，若所述监测井的温度持续上升至零下5度至零度时，且温度还有上 升趋势时，则需要对所述监测井补充注入冷却剂。
10.根据权利要求8所述的地下污水控制方法，其特征在于：所述维护 步骤中，若所述监测井的压力持续上升到2.5Mpa至3.0Mpa时，则需要对所 述监测井补充注入冷却剂。
说明书
地下污水控制方法
技术领域
本发明涉及一种煤炭地下气化技术领域，尤其是指煤炭地下气化燃空区 的污水控制方法。
背景技术
煤炭地下气化技术主要是指煤、焦炭或者半焦等固体燃料在高温常压或 者加压条件下与气化剂发生反应，转化为气体产物或少量残渣的过程。所述 气化剂主要是水蒸气、空气(或者氧气)或者它们的混合气。煤炭气化过程 可用于生产燃料煤气，作为工业窑炉用气或者城市煤气，也可用于制造混合 气，作为合成氨、合成甲醇和合成液体燃料的原料，因此煤炭气化技术是煤 化工的重要技术之一。
目前常用的煤炭地下气化技术一般在原始煤层中通过从地面打煤层钻 孔实现，在气化过程中会产生大量污染物，这些污染物在气化结束后会进入 地下水造成污染，因此，需要对煤层燃烧后形成的燃空区中水体里存在的污 染物进行处理。现有处理手段包括，将地下污水抽提到地面上进行处理、使 用化学剂中和污染物以及使用吸附剂包裹污染物等方法，这些方法可能造成 污染物迁移及二次污染风险。
为了克服上述问题，现有文献(CN1012811A49A)公开了一种煤炭地下 气化燃空区污染修复的方法，从地面通过废弃气化炉钻孔输送低浓度双氧水 至燃空区水体底部，双氧水在水中产生OH自由基，具有很强的氧化性，可以 将废水中的酚类有机污染物氧化分解生成二氧化碳和水，从根本上避免了酚 类污染物迁移渗透造成的地下水污染。上述文献所述工艺简单、反应时间短、 去除效率高;而且双氧水作为强氧化剂，使用后易分解无残留，不会造成二 次污染;但是上述方法仍旧存在以下问题：由于燃空区污水量巨大，需要注 入的双氧水量也是巨大的，由此注入的化学试剂在注入过程中就可能导致燃 空区充满，迫使污染物或者化学药剂迁移到其他含水层;另外由于燃空区并 不是规则的储水体系，加入的化学物质很有可能对死角的污水没有处理作 用，导致对污染修复不全面。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中所述污水处理过程中 污染物会迁移从而导致二次污染的问题从而提供一种可克服污水迁移且可 对燃空区的全部污水整体控制的地下污水控制方法。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种地下污水控制方法，用于将煤 炭地下气化后形成的燃空区中的污水固化，所述煤层气化涉及多个井，所述 井包括注入井和监测井，所述地下污水控制方法包括处理步骤，所述处理步 骤包括向所述注入井内注入冷却剂，监测所述监测井排出气体的流量变化， 待所述监测井排出的气体流量变小时，提高对所述注入井或者所述监测井注 入冷却剂的剂量，根据所述监测井的井口压力以及井下温度的变化判断所述 污水是否被固化。
在本发明的一个实施例中，所述地下污水控制方法还包括测量步骤，所 述测量步骤利用第一测量装置测量各个井的水位和泥位，利用第二测量装置 测量所述监测井的压力、流量和温度。
在本发明的一个实施例中，所述确定注入井和监测井的位置选择采用水 位判断时，将水位较低的井作为注入井，将水位较高的井作为监测井。
在本发明的一个实施例中，所述处理步骤中，若所述监测井的井口压力 超过2MPa，则关闭所述监测井，当所述井下温度降低到零下5度至零度时， 污水固态逐渐形成。
在本发明的一个实施例中，所述处理步骤中，首先向所述注入井内注入 冷却剂的剂量控制在1m3/h至2m3/h之间，提高对所述注入井注入冷却 剂的剂量控制在4m3/h至6m3/h之间。
在本发明的一个实施例中，所述处理步骤中，选择最边缘的两个井作为 注入井注入冷却剂，然后根据其它井的出气量将次边缘的两个井作为注入井 注入冷却剂，依次顺序，最后向所述监测井注入冷却剂。
在本发明的一个实施例中，所述处理步骤中，所述冷却剂直接通过注入 管注入所述注入井内。
在本发明的一个实施例中，所述地下污水控制方法还包括维护步骤，通 过对所述监测井温度和压力的监测判断是否需要补充冷却剂。
在本发明的一个实施例中，所述维护步骤中，若所述监测井的温度持续 上升至零下5度至零度时，且温度还有上升趋势时，则需要对所述监测井补 充注入冷却剂。
在本发明的一个实施例中，所述维护步骤中，若所述监测井的压力持续 上升到2.5Mpa至3.0Mpa时，则需要对所述监测井补充注入冷却剂。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明通过对所述注入井和所述监测井注入冷却剂的方法，使所述污水 和冷却剂发生热交换，注入的冷却剂会迅速吸热气化变成气体并保存在所述 燃空区内，从而保证了污水能够完全形成冰体，使所述污水原位被固化，保 证了污水的稳定性，从而避免了污水的被迫迁移问题。