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地面钻井压裂煤层结合井下钻孔瓦斯抽放技术研究_王少卿

地面钻井压裂煤层结合井下钻孔瓦斯抽放技术研究_王少卿
地面钻井压裂煤层结合井下钻孔瓦斯抽放技术研究_王少卿

工作面瓦斯抽采钻孔施工安全技术措施汇总

瓦斯抽采钻孔施工安全技术措施

2、高位钻孔 回风巷施工,从开切眼外80m处开始,此范围内布置一组高位钻孔,沿回风

三、钻孔设备 选用ZDY1200S全液压坑道钻机。 直径为50mm钻杆。钻杆是将钻机的能量传递给岩芯管和钻头,并将水引入孔底,钻杆在运动中受扭力、压力的综合作用,所以钻杆需要较好材质,一般要求抗裂强度为55~65kg/mm2,延展率不小于l2%的无缝钢管制成。 按煤岩层的硬度和是否采取岩芯的不同,选用不同类型的钻头。如三翼锥型钻头、肋骨形钻头、三翼刮刀钻头、鱼尾钻头、环状齿形、环状塔式硬合金钻头

和筒状钻头。筒状钻头在开孔时用,其孔形光滑、平整便于封孔。 钻机油脂采用46#液压油。 四、钻孔施工方法及注意事项 1、电气设备、钻机入井施工前必须进行检修,排除故障。 2、机电工负责钻机接电源检查电器设备的完好,并调好电流整定工作。 3、使用合格的φ94mm合金钻头,按钻孔位置参数进行开孔,避免抽采孔封孔段塌孔,影响抽采瓦斯封孔质量。 4、用坡度规确定方位角,倾角稳固钻机,打好固定压柱。 5、钻孔完成设计孔深后必须将孔内煤碴冲干净,以免影响抽采瓦斯量。 6、采用聚氨酯化学封孔必须待半小时后,接入气水分离箱的抽采瓦斯系统,进行抽采瓦斯。 7、钻工先检查钻杆,不堵塞、不歪曲、丝扣未损坏。对不合格的钻杆严禁使用。 8、连接钻杆时要对准丝扣,避免歪斜。装卸钻头时,应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管。 9、钻头送入孔内开始钻进时,给进压力不宜太大,要轻压慢转,待钻头下到孔底工作平稳后,钻进压力再逐渐增大。 10、开钻前必须先供水,水返回孔口后才能给压钻进,不准钻干孔;孔内煤、岩粉多时,应加大水量,切实冲好孔后方可停钻。 11、钻进过程中要准确测量钻孔距离,开工前数清钻杆数量,下班前再数剩余数量。 12、钻进过程中的注意事项如下:

煤层气钻井中的几个关键技术问题

煤层气钻井中的几个关键技术问题 2008-11-17 来源 关于煤层气 1.1煤层气的成因及主要成份 煤层气是一种在含煤岩层中,以腐植性有机物质为主的成煤物质在成煤过程中自生、自储式非常规的天然气,俗称瓦斯,主要成分为CH4,占90%以上。煤层气在煤层中生成,并以吸附、游离状态储存在煤层及邻近岩层之中。 1.2煤层气的危害 煤层气一直被看作是对煤矿开采造成严重安全威胁的有害气体,在煤炭开采史中,由于煤层气导致了多起瓦斯、煤尘爆炸事故和煤与瓦斯的突出事故。煤层气的主要成分甲烷是具有强烈温室效应的气体,其温室效应要比CO2大20倍,散发到大气中的甲烷污染环境,导致气候异常,同时大气中的甲烷消耗平流层中的臭氧,而臭氧减少使照射到地球上的紫外线增加、形成烟雾,还可诱发某些疾病,危害人类健康。 1.3煤层气的利用 另一方面,甲烷作为煤层气的主要成分,其常温下的发热量为3.43~ 3.71MJ/Nm3,其热值与天然气相当,是一种高效、洁净的非常规天然气,可以用作民用燃料,也可以用于发电和汽车燃料,还是化工产品的上等原料,具有很高的经济价值。 1.4山西沁水潘庄矿区煤层气开发 山西沁水潘庄矿区煤层气开发已经初具规模,其中由中联公司开发的煤层气井日产气量平均在2000m3以上,主要用作化工及工业燃料、汽车燃料等,山西晋城煤业集团所属的寺河煤矿正在建设全国最大的120MW燃气轮低热值煤层气发电站。 1.5煤层气钻井工艺 煤层气钻井工艺基本和石油钻井工艺相似,都是在井眼钻成后,全井下生产套管,固井,然后通过射孔、压裂等工艺,最后达到采气的目的。一九四队从2006年8月起在山西沁水县为中联公司施工煤层气井,已成功完井6口,进尺2800多米,实现产值300余万元。本文结合煤层气井施工的实际,提出煤层气井钻井施工中防止井斜、钻井液固相控制、煤层钻进、下套管和固井这四个关键性技术问题。 2.煤层气钻井施工中的几个关键技术问题 2.1钻井防斜 2.1.1煤层气钻井对井斜的要求 由于在钻井完成后,还要进行射孔、压裂、安装井下装置等后续施工,对于钻井质量中的井斜有严格的要求,井深500m井斜0~1.0°为优质,1.0~2.5°为合格,超过2.5~3.0°为不合格,超过3.0°为报废。 2.1.2造成井斜的主要原因

瓦斯抽采管理制度

瓦斯抽采达标检查、考核、奖惩管理制度 一、总则 (一)煤矿主要领导和分管技术、生产、安全领导必须按瓦斯治理五十条及相关规定要求抓好瓦斯抽采的技术方案制定、现场落实和监督管理;通风安全副总工程师和防突区门负责矿井瓦斯抽采具体业务的落实与监督管理。 (二)矿井瓦斯抽采,必须坚持综合抽采原则,做到“掘抽、采抽、钻抽”平衡。 (三)矿井、水平、采区、采掘工作面设计中应包括瓦斯抽采设计,新井、新采区、新工作面,在投产验收的同时要对瓦斯抽采工程及系统进行验收,不合格不得投产。 (四)将矿井瓦斯抽采计划列入质量标准化管理进行考核,对抽采工作做出成绩的单位和个人要进行表彰和奖励,对完不成抽采计划的单位和个人要给予处罚。 二、矿井瓦斯抽采技术规范 (一)实施条带预抽、网格预抽、煤巷掘进本层预抽、回采本层预抽、保护层回采时对被保护层卸压抽采及采空区抽采等综合抽采。具有突出危险的薄煤层掘进前6个月形成掘进条带预抽,无条带预抽条件的采取本层预抽;具有突出危险的薄煤层回采时必须采取本层预抽,并超前于采面不少于300m,预抽时间不少于4个月;保护层工作面开采时,必须对被保护层瓦斯进行抽采,并超前于保护层采面不少于100m。 (二)钻孔施工

1.必须根据采掘部署及施工条件及时安排施工。 2.突出煤层穿层预抽钻孔必须穿透煤层进入顶板不少于0.5m,石门进入顶板不少于2m;有喷孔的穿层钻孔要诱导喷孔穿透煤层。 3.钻孔施工用钻割(扩)一体化钻头,在保护层或喷孔严重煤层使用水力割缝技术增加煤层透气性。但必须严格控制割(扩)排除煤粉量,并在专门措施中明确规定。 4.在瓦斯喷孔严重地段施工时,钻孔施工前段,必须扩孔不少于1m,孔径100mm,便于安装导流管。 5.抽采钻孔穿煤层前必须安装上导流管,接上瓦斯抽采管,用于钻孔施工过程中瓦斯喷出时抽采瓦斯。 6.钻孔施工期间,必须有验收员或管理人员现场跟班,如实收集填报钻孔施工资料。 (三)钻孔验收 1.由各矿总工组织,瓦斯办、防突、通风、地质等部门参加,竣工资料参加人员必须签字确认。 2.每次钻孔验收不超过150个。 3.钻孔验收标准:钻孔方位角误差不超过±3°, 倾角误差不超过±2°,终孔层位必须符合设计要求,终孔钻头不小于φ75mm 。 4.及时对穿层钻孔的竣工资料进行分析,凡是发现与设计要求不符,要分析是否有地质构造,及时修改钻孔设计参数弥补施工偏差。与分析资料不符的钻孔重点查,防止打假钻影响抽采效果。 5.钻孔施工完毕,形成钻孔竣工验收资料,报瓦斯办、信息中心、各矿总工

煤层气井压裂技术现状研究及应用

煤层气井压裂技术现状研究及应用 摘要:煤层气其主要成分为高纯度甲烷。煤层气开发的主要增产措施是压裂,而压裂设计是实施压裂作业的关键。本文介绍了煤层气储层的特征,并根据美国远东能源公司煤层气井压裂工艺技术,对其在山西寿阳区块几口井的压裂设计进行了分析。讨论了煤层气井压裂设计的主要参数如施工排量、压裂液、支撑剂、加砂程序的优化措施。 关键词:煤层气储层压裂设计小型压裂测试树脂涂层砂 1 引言 美国是率先进行煤层气开采的国家,其煤层气工业起步于70年代,大规模的发展则是在80年代。我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,经测算煤层甲烷总资源量为30~351012 m3,约是美国的三倍。我国煤层气目前处于商业化生产的阶段。至今已在全国各煤矿区施工600多口煤层气井、10余个井组,大部分进行了压裂增产等措施。煤层气是我国常规天然气最现实、最可靠的替代能源,开发和利用煤层气可以有效地弥补我国常规天然气在地域分布上的不均和供给量上的不足。山西省是中国煤层气储量最丰富的地区之一,开发利用煤层气的优势十分突出,如何坚持科学发展的指导思想,解决开发利用过程中遇到的难点和瓶颈问题,达到合理有效地开发利用是我们当前应该着重思考的问题。 2 煤层气概况 煤层气俗称瓦斯,其主要成分为高纯度甲烷,是成煤过程中生成的、并以吸附和游离状态赋存于煤层及周岩的自储式天然气体,属于非常规天然气。在亿万年漫长的煤炭形成过程中,都有以甲烷为主的气体产生,如果它较多地从母质煤炭岩层中游离迁移出来并进入具有孔隙性和渗透性均良好的构造中储存积聚,则被称为煤成气(即煤基天然气),其开采方式与常规天然气较相似。 2.1 煤层气的赋存特点 煤层气藏与常规气藏最大的差异就是煤层甲烷不是以简单的游离状态储存于煤岩的孔隙中,煤层气中90%以上均是吸附状态附着于煤的内表面上,少量的煤层气是以游离状态储存于煤岩的割理、裂隙和孔隙中,还有部分煤层气是以溶解状态储存于煤层水中。煤是一种多孔介质,其中微孔隙特别发育,形成了异常巨大的内表面面积,据测定每吨煤的内表面面积可达0.929亿m2 。煤的颗粒表面分子通过范德华力吸引周围气体分子,这是固体表面上进行的一种物理吸附过程。压力对吸附作用有明显影响,国内外的研究均表明,随着压力增加,煤对甲烷的吸附量逐渐增大。 2.2 煤层气储层特征

瓦斯抽放钻孔参数表

10403回风巷瓦斯抽放钻孔参数表 钻场孔号方位(°)倾角(°)直径(MM)钻孔深度 (M) 封孔长度 (M) 备注 下帮钻场01 87 -2 75 60 8 煤层倾角22度,抽 放钻孔两帮控制范 围15米,前方控制 范围60米。 02 83 -4 75 61 8 03 79 -6 75 61 8 上帮钻场01 95 +2 75 60 8 02 99 +4 75 61 8 03 103 +6 75 61 8 10403运输巷、回风巷瓦斯抽放钻孔参数表 钻场孔号方位(°)倾角(°)直径(MM)钻孔深度 (M) 封孔长度 (M) 备注 下帮钻场1 89 -01 75 60 8 煤层倾角22度,抽 放钻孔两帮控制范 围15米,前方控制 范围60米。 2 87 -02 75 60 8 3 8 4 -03 7 5 60 8 4 82 -0 5 75 61 8 5 80 -0 6 75 61 8 上帮钻场1 93 +01 75 60 8 2 95 +02 75 60 8 3 98 +03 75 60 8 4 100 +0 5 75 61 8 5 102 +0 6 75 61 8 10501运输巷掘进工作面探放水钻孔参数表 孔号开孔位置钻孔直径 (mm) 方位(°)倾角(°)直径(MM) 钻孔长度 (M) 01 掘 进 工作面75 91 ±00 75 80 02 70 -08 75 86 03 112 +08 75 86 04 91 +14 75 83

05 91 -14 75 83 10403运输巷掘进工作面瓦斯抽放钻孔参数表(自煤仓口以里28米处) 钻场 孔号 方位(°) 倾角(°) 直径(MM ) 钻孔深度 (M ) 封孔长度 (M ) 备 注 下 帮 钻 场 1 89 -1 75 60 8 煤层倾角22度,抽 放钻孔两帮控制范围15米,前方控制范围60米。 2 86 -2 75 60 8 3 84 -3 75 60 8 4 82 -5 75 61 8 5 79 -7 75 61 8 6 75 -8 75 46 8 7 71 -10 75 35 8 迎 头 钻 场 1 91 00 75 60 8 2 94 +1 75 60 8 3 96 +2 75 60 8 4 99 +3 7 5 61 8 5 101 +5 75 61 8 6 104 + 7 75 62 8 7 106 +9 75 63 8 8 111 +11 75 47 8 9 118 +14 75 35 8 10 127 +16 75 27 8 11 139 +18 75 21 8 B1 109 +6.5 75 53 8 B2 114 +8.5 75 40 8 B3 122 +11.0 75 30 8 B4 133 +14.5 75 23 8 B5 145 +18.5 75 19 8 B6 151 +19.5 75 17 8

矿井瓦斯抽采设计说明

矿井瓦斯抽采设计 一、矿井概况 1、矿井位置及资源储量 地方永安煤业位于禹州市文殊镇南村,由原文殊镇顺利煤矿和兴发煤矿两个煤矿整合而成。系股份制企业,隶属于省煤层气开发利用。为“四证”齐全矿井。 矿井开采二1煤层,资源储量526.61万吨,累计动用资源储量74.22万吨,保有资源储量452.39万吨,可采储量206.46万吨。设计生产能力21万吨/年。 2、矿井瓦斯等级 根据省工业和信息化厅《关于省煤层气公司所属煤矿2010年度矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》(豫工信煤〔2010〕200号),永安煤业相对瓦斯涌出量为12.66m3/t,绝对瓦斯涌出量8.12m3/min,矿井为高瓦斯矿井。 3、煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性 根据《国家安全生产矿山机械检测检验中心》于2009年10月26日所做的煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性鉴定:永安煤业有煤尘爆炸性。二1煤层为Ⅲ类,即不易自燃煤层。

4、矿井开拓 矿井采用“三立井单水平上下山”开拓方式。其中主立井承担提升煤炭,辅助进风任务;副井承担提升人员、升降物料及主进风等任务;回风立井作为矿井专用回风井。 矿井开拓水平为-134m,全矿划分为11采区和12采区,其中11采区为上山采区,12采区为下山采区(因瓦斯高,治理难度大,予以密闭)。11采区为矿井首采区,老副井煤柱工作面目前为隐患整改工作面。 5、瓦斯参数测定情况 为合理开采11采区,地方永安煤业首先于2015年8月委托中国矿业大学对11采区-100m标高已浅二1煤层瓦斯含量及瓦斯压力进行测定,编制了《地方永安煤业11采区-100m标高已浅二1煤层瓦斯含量及瓦斯压力测定报告》,结果如下:二1煤层瓦斯含量为3.67~4.35m3/t,平均值为4.02 m3/t;瓦斯压力为0.075~0.090MPa,平均值为0.083 MPa。两个指标均小于“双六”,符合《强化煤矿瓦斯防治十条规定》。 其次,于2017年9月地方永安煤业委托中国矿业大学对11采区二1煤层顺层钻孔抽采半径进行测定,编制了《地方永安煤业11采区二1煤层顺层钻孔抽采半径测定报告》,结果如下: 1、当抽采40天,顺层钻孔抽采半径为1.0m,钻孔间距2m;

煤层气井钻井井控实施细则

煤层气钻井井控实施细则(暂行) 中石油煤层气有限责任公司 ○二一一年四月

目录 一一一总则 一一一风险评估和分级管理 一一一一级风险井井控管理 一一一二级风险井井控管理 第五章防火、防爆措施 第六章井控应急救援 第七章井控技术培训 第八章井控管理制度 第九章附则

第一章总则 第一条煤层气是一种以吸附态吸附在煤的微孔隙表面的气体,需要通过排水降压方式才得以采出,是一种非常规气藏。 第二条为了进一步推进煤层气钻井井控工作科学化、规范化,提高井控管理水平,有效预防井喷事故的发生,保证人民生命财产安全,保护环境和油气资源不受破坏。参照中国石油天然气集团公司《石油与天然气钻井井控规定》,结合煤层气自身开发特点制定本实施细则。 第三条本实施细则适用于煤层气勘探开发钻井工程施工作业,进入所辖地区的所有钻井队伍及相关技术服务队伍应执行本细则。 第二章风险评估和分级管理 第四条井控风险评估 根据煤层气特点,将煤层气钻井作业风险划分为两级,按二 级井控风险进行管理。 一级风险井:预探井、含浅层气和CO2、H2S等有毒有害气体的开发井、评价井。 二级风险井:不含浅层气和CO2、H2S等有毒有害气体的详探(评价)井、开发井。 第五条井控分级管理 (一)井控装备配套 一级风险井必须安装防喷器,二级风险井在满足一次井控的条件下,可不安装防喷器。

(二)管理要求 一级风险井:相关建设单位在公司专业管理部门的指导下全 面进行管理。 二级风险井:相关建设单位独立进行全面管理。 第三章一级风险井井控管理 第六条井控设计是钻井地质和钻井工程设计的重要组成 部分,公司地质、工程设计部门要严格按照井控设计的相关要求进行井控设计,需由公司主管部门负责审核审批。 第七条钻井井口距离高压线及其它永久性设施不小于75m,距民宅不小于100m;距铁路、高速公路不小于200m;距学校、医院、油库、河流、水库、人口密集及高危场所等不小于500m。若安全距离不能满足上述规定,应组织进行安全、环境评估,并制定有针对性的井控措施和应急预案。 第八条地质设计应根据物探资料及本构造邻近井和邻构造的钻探情况,提供本井全井段预测的地层压力系数、浅气层、有毒有害气体资料和复杂情况。 第九条工程设计应根据地层压力系数、浅气层资料、岩性剖面及安全钻进的需要,设计合理的井身结构和套管程序,绘制 各次开钻井口装置及井控管汇安装示意图,并提出相应的安装、试压要求。 第十条工程设计应根据地质设计提供的资料进行钻井液设计,钻井液密度以各裸眼井段中的最高地层孔隙压力当量钻井液密度值为基准,另加一个安全附加值0.02g/cm3~0.15g/cm3;具

煤层气钻井与完井技术

煤层气井钻井完井技术浅议 蒋作焰 【摘要】:煤层在储层物性、机械力学性质及储集方式等方面具有与常规油气储层不同的特征;这些特征决定了煤层气井钻井、取心、完井及储层保护诸技术的特殊性。据此,我们从钻井完井工程的角度分析了现有技术存在的问题和制约煤层气开发效果的主要因素。研究并形成了一整套煤层气井的取心技术、储层保护技术和完井技术。这套技术应用于中国多个煤层气试验开发区,不仅满足了地质评价的需要,也为实现煤层气工业性开采起到了积极推动作用。 【关键词】:煤层气钻井技术完井技术 【作者】:蒋作焰2006年毕业于长江大学石油工程专业,中原石油勘探局钻井一公司工程师。

前言 煤层气又称煤层甲烷,是一种优质高效清洁能源。凭借良好的安全效益、环保效益和经济效益,煤层气的勘探开发已在国际上引起广泛的关注。我国煤层气资源十分丰富,但是目前我国的天然气勘探开发还处于起步阶段。中原钻井通过多年的攻关研究和试验,形成并掌握了一整套适合煤层气的钻井完井工艺技术,其内容包括:煤层造穴技术、连通技术、煤层井眼轨迹控制技术、水平分支井技术、充气欠平衡钻井技术、煤层绳索取心技术、煤层气完井技术、煤储层保护技术、煤层气井完井技术等。 一、煤层气井钻井完井的特殊性 煤层气钻井完井技术是建立在煤层地质力学性质及开采要求基础之上的。煤层具有不同于其他储层的特殊地质特性表现在以下几个方面: 1、井壁稳定性差,容易发生井下复杂故障。 煤层机械强度低,裂缝和割理发育,均质性差,存在较高剪切应力作用。因而煤层段井壁极不稳定,在钻井完井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、卡钻甚至埋掉井眼等井下复杂。 2、煤层易受污染,实施煤层保护措施难度大。 煤层段孔隙压力低且孔隙和割理发育,极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒及滤液的污染;但在钻井完井过程中,为安全钻穿煤层,防止井壁坍塌,又要适当提高钻井液完井液的密度,保持一定的压力平衡。这就必然会增加其固相含量和滤失量,加重煤层的污染。因此,存在着防止煤层污染和保证安全钻进的矛盾,从而使实施煤层保护较油气层更为困难。 3、煤层破碎含游离气多,取心困难。

操作规程(瓦斯抽采钻孔)

井下打瓦斯抽采钻孔操作规程 本规程主要是针对井下打瓦斯抽采钻孔施工提出基本要求,并制定一般原则。结合本队具体施工要求,编制安全操作规程。 第一章操作人员基本要求 第一条钻机操作工必须经过专门培训,持证上岗。 第二条钻机操作工应掌握钻机性能、结构、动作原理,能熟练准确的操作机器,能进行一般性的维护保养和故障处理。 第三条钻机操作一般为3—5人配合工作,1人操作机器,2—4人看泥浆泵以及更换钻杆及监护。 第四条钻机操作工应掌握钻孔的施工和封孔方式。 第五条钻机操作工应严格按照煤矿三大规程、《瓦斯抽采管理规程》以及本操作规程要求进行操作。 第二章安全规定 第六条钻机操作工上岗时应穿戴整齐劳保用品,注意力集中,严禁酒后操作。 第七条钻机操作工熟悉作业地点的安全出口和避灾路线。 第八条钻机操作工上岗时应遵守各项安全管理制度,并做好起钻等各项记录。 第九条钻孔施工地点必须配齐配足消防器材(灭火器、沙箱、洒水设施等),安装各部分连接手柄安全可靠。 第十条瓦斯抽采钻孔施工地点下风侧必须安设瓦斯和一氧化碳传感器,并实现瓦斯电闭锁功能。 第十一条无风地点必须安装局部通风机通风,必须有可靠的风

电闭锁装置。 第十二条钻机前后10m范围内设置警戒,严禁无关人员进入钻机移动范围内。 第十三条钻机停送电操作要求 (一)停送电作业时必须由专业操作人员进行操作,并严格执行电气设备停送电相关规定。 (二)钻机操作工停电时(未进行搬家的零时停电),先将夹持器收紧,夹紧钻杆,再将所有手把调整到零位,最后将钻机供电开关的手柄扳至分闸位置并闭锁。 (三)钻机操作工送电时,先检查钻机附近20m范围内的瓦斯情况,确认瓦斯浓度为0.5%以下,且钻机手把都在零位及钻机附近无人员时,方可送电。 第三章设备的安装、拆卸与搬运 一、钻场的安全设施和条件: 第十四条确定孔位。应由钻孔施工设计人员及有关部门进行现场查勘,孔位一但确定,不得擅自改动。 第十五条钻场场地平整、宽畅,机械安装必须牢固、安全、可靠,立柱安装必须不少于三个固定点。 第十六条为确保施工中的安全,施工人员对现场支护情况需经常进行检查,发现问题及时处理后方可开工。 第十七条施工地点必须有专用电话。钻机设备必须实行风电闭锁。 二、设备的安装 第十八条安装场地平整、垫实、底柱放平。钻机、水泵、电机

煤矿瓦斯抽采图解

【原创】图解煤矿瓦斯抽采转变经济增长方式2012-01-04 11:28:18| 分类:论文学术 | 标签:煤炭发展科技装备煤矿管理|字号订阅 吴利军 -------- 感恩矿山、研讨发展(注:2010年发表) 摘要:煤矿瓦斯抽采是矿井瓦斯治理的根本,本文根据国家全生产监管总局发布的《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ 1026-2006)、《煤矿瓦斯抽采规范》(AQ 1027-2006)和《煤矿安全规程》规定的技术指标、抽采规范及安全要求,以矿井典型瓦斯抽采系统建设方式为例,用图解方式汇总介绍当前煤矿井下本煤层、相邻煤层、采空区等不同瓦斯抽采作业地点,瓦斯抽采钻孔、巷道常见布置方法,指出日常安全生产与安全监管中的常见问题,探索新疆煤炭大开发、大发展中矿井瓦斯抽采系统的建设与管理,推动煤矿经济增长方式由单一煤炭开采向煤炭和瓦斯抽采多元并重转变,支撑煤矿建设资源节约型、环境友好型企业。 关键词:抽采系统抽采条件抽采方法管理技术 一、矿井瓦斯抽采系统的建立条件及抽采系统组成 1、建立瓦斯抽采系统条件 达到下列条件之一的煤矿必须建立地面永久瓦斯抽采系统或井下临时抽采瓦斯系统:一是在一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min,用通风方法解决瓦斯问题不合理的;二是煤矿绝对

瓦斯涌出量达到以下条件数值:①大于或等于40m3/min;②年产量1.0~1.5Mt 的煤矿,大于30m3/ min;③年产量0.6~1.0Mt的煤矿,大于25m3/min;④年产量0.4~0.6Mt的煤矿,大于20m3/min;⑤年产量小于或等于0.4Mt的煤矿,大于15 m3/min;三是开采有煤与瓦斯突出危险煤层的;否则,可以不考虑装备瓦斯抽采系统。 技术上,抽采瓦斯可行性论证有两个因素:一是煤层瓦斯压力,也就是瓦斯从煤层向外释放的能力,煤层压力越大,抽采瓦斯也越容易;二是煤层的透气性能,也就是瓦斯通过煤层的阻力大小,透气性越低,阻力就越大,抽采瓦斯就越因难。我国将抽采瓦斯的难易程度分为三类(容易抽采、可以抽采、较难抽采),在较难抽采瓦斯的煤层中进行抽采应当采取增加煤层透气性的措施,如水力压裂、水力割缝、深孔爆破、酸性处理、交叉钻孔等。决定瓦斯抽采难易程度的指标有煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、百米钻孔瓦斯涌出量,反映瓦斯抽采效果的指标有瓦斯抽采量、瓦斯抽采率。 2、系统组成 主要有瓦斯泵、管道与钻孔、流量计、安全装置组成;典型示意图如下。 瓦斯抽采泵分离心式、回转式和水环式3种,其中:离心式适用于瓦斯流量大,负压要求不高的抽采瓦斯矿井;回转式适用于瓦斯流量大,负压要求较高的抽采瓦斯矿井;水环式适用于瓦斯流量较小、煤层透气性低度、管路系统阻力大需要高负压抽采瓦斯的矿井,由于安全性高,已使用广泛。 抽采管路由主管、分支管和附属装置组成;附属装置有防回火、防回气和防爆炸作用的"三防"装置和放水装置及瓦斯抽采参数测定仪表等组成。 二、煤矿井下瓦斯抽采的方法与工艺 按煤矿井下瓦斯聚集区域,可以在本煤层、邻近层和采空区,进行煤炭采前(预抽)、采中、采后(边采边抽、边掘边抽、采空区抽采)瓦斯抽采。瓦斯赋

煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术分析

煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术分析 发表时间:2018-12-03T17:45:06.143Z 来源:《防护工程》2018年第24期作者:黄天资 [导读] 我国国民经济和社会发展“十三五”规划纲要明确要求加快推进煤炭无人化开采。 黄天资 淮南矿业集团潘一矿安徽淮南 232082 摘要:我国国民经济和社会发展“十三五”规划纲要明确要求加快推进煤炭无人化开采。我国煤矿瓦斯灾害严重,事故多发,近5年瓦斯事故起数占煤矿重大事故起数的60%以上,死亡人数1071人。瓦斯抽采是瓦斯防治的根本措施,目前井下以抽采为主,钻孔工程量大、施工人员多、劳动强度大。开发以钻孔机器人为主的智能化、无人化关键技术装备是未来我国煤矿井下瓦斯智能抽采的发展方向。 关键词:煤矿井下;瓦斯抽采钻孔;施工技术 [引言 瓦斯事故灾害是我国煤矿生产的六大灾害之首,严重影响矿井安全生产。随着矿井开采深度和强度的不断加大,工作面瓦斯涌出量不断增加,瓦斯涌出异常导致工作面瓦斯超限,成为矿井生产过程中的重要安全隐患。 1瓦斯抽采钻孔技术实施的主要装备 1.1钻机 钻机是瓦斯抽采钻孔技术实施的主要动力来源,借助发动机将机械能转换为动能,带动外部钻头转动,实现瓦斯抽采技术元件做功。如图1为瓦斯抽采钻孔技术施工环境图。通过对钻机部分做功效果的不断分析,瓦斯抽采钻机已改良为全液压动力式钻机,与传统气缸做功设备相比,能够通过发动机内部液体比重的调整,实现钻机做功的动力传输量的灵活调节,其做功效果更好。同时,瓦斯抽采钻孔技术中应用的钻机,逐渐向着分体式钻机的方向转换,分体式钻机能够在保障井下基础设备正常做功的同时,将部分设备转移到井上来,使瓦斯抽采钻孔技术的应用更加灵活。 图1 瓦斯抽采钻孔技术施工环境图 1.2钻杆 钻杆也是煤矿井下瓦斯钻孔处理的设备,在钻孔挖掘技术中主要用于煤矿开采挖掘的连接与传输。钻杆内部采用数字化程序控制为主,外部采用摩擦焊接工艺为主。当内部程序按照控制命令进行区域钻孔运动时,外部摩擦焊接部分,则承担钻孔部分瓦斯密度增加后的压力,确保煤矿开采口承担的重力相对平衡,确保井下煤井钻孔传输过程中,瓦斯应用的安全性。在进行井下操作时,应注重钻杆的外部承载力分析、以及内部动力系统命令传输的灵活性,达到充分发挥瓦斯抽采钻孔技术在煤矿井下开采调节的作用。 1.3钻头 煤矿开采的外部环境主要为火成岩或者变质岩,矿井内部开采的坚硬程度较高。钻头是瓦斯抽采钻孔技术实施的主要受力部分,如果瓦斯抽采钻孔施工中所应用的钻头质量较差,很容易出现矿井中瓦斯残留的问题,对于后期煤矿井下开采工作将留下较大的施工隐患,煤矿井下开采中应用的钻头选择上应首先注重其硬度。 2煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术 2.1顺层瓦斯抽采钻孔施工技术 在煤矿生产的时候,尤其是高突矿井,从利用和治理瓦斯的角度来考虑,经常要在煤层中布置好钻孔来抽采和释放瓦斯,用来确保生产活动中的安全。在钻孔中一般根据目的分为两类,分别是:为煤层回采服务的预抽瓦斯顺层长钻孔和为巷道掘进服务的预抽瓦斯顺层长钻孔。前者一般沿采煤工作面上、下顺槽向工作面中间施工布置长钻孔,其间距一般为3~5m,巷道掘进边缘和钻孔的距离一般为工作面长度的一半以上。后者一般沿掘进巷道两帮每隔一定距离布置一个钻场,通过钻场向工作面前方及两帮一定范围内施作顺层长钻孔抽采瓦斯,钻孔为扇形布置,保证掘进工作面瓦斯含量安全达标。想要不使钻孔施工中偏离掘进的方向,确保掘进安全,应该采取可靠的测斜和纠偏措施。 在有突出危险的煤层中,为了确保掘进工作安全,防止煤和瓦斯突出的危险,经常会在掘进工作面施工较浅深度防突钻孔,用来释放地层和瓦斯的压力,降低瓦斯的含量来保证施工的安全。而这类钻孔的深度一般在10~30m,半径会小于50mm,间距和排距都在1m左右,有些煤层的瓦斯含量特别高,有时候排放孔设在煤巷两侧,确保煤巷正常的掘进,这类防突钻孔设备比较简单,而且钻孔深度还比较浅。在少数情况下,为了提高掘进工作的防突、防喷,施工时常常采用直径大,深度超过50m的抽采孔。实践证明,只要有条件合适的地层、配套的设备、正确的方法,这类钻孔可以起到良好的防突、防喷效果,有利的加快了掘进速度。 2.2穿层瓦斯抽采钻孔施工技术 穿层钻孔是通过本煤层巷道向邻近煤层施作钻孔(或者在煤层顶板或者底板施作专用瓦斯抽采巷道,通过在专用抽采巷道内钻场向煤层中施工瓦斯抽采钻孔)抽采煤层中的瓦斯,除低煤层的突出危险性。钻孔的长度根据抽采巷道距离煤层(被保护层)的距离确定。在被保护的煤层内钻孔呈网格式均匀布孔,间排距离根据瓦斯抽采半径确定,需进行现场实测。所有抽放钻孔要在保护层开采前结束施工,在接入瓦斯抽放管路前封孔,并保证足够的抽采时间。穿层钻孔抽采邻近被保护层瓦斯时,待开采保护层以后,被保护层相应煤体由于膨胀

瓦斯抽采钻孔设计

1111(3)工作面瓦斯抽采钻孔设计 一、概述 1115(1)综采工作面为我矿第一个13煤回采工作面,为减小采空区向工作面的瓦斯涌出量,减轻风排瓦斯量,采用顶板走向钻孔抽采采空区瓦斯。 一、钻孔参数 钻孔布置到裂隙带内。倾向顶板抽采钻孔直径不小于94mm,每组抽采钻孔2个,抽采钻孔组间间距5m。 顶板走向钻孔参数表 通风队根据钻孔实际抽采效果确定钻孔参数并及时调整。 二、封孔 钻孔孔径Φ94mm,封孔采用聚氨酯封孔法。成孔后先用水冲洗钻孔,然后下入Φ2寸铁管10m,用麻袋缠绕封孔管,在缠绕时浇聚胺脂然后迅速下入孔内,封孔长度不小于5m。封孔管外露长度150mm,并固定好,孔口封堵严实防止漏气。 钻孔封孔后用2.5寸软管接通轨道顺槽φ325mm瓦斯抽采管连接进行抽采。 三、钻孔验收 (1)施工现场设钻孔施工牌板,施工队必须严格按设计方位、倾角等参数施工。 (2)钻孔施工结束后及时悬挂标志牌,标明孔号、孔深、倾角等参数。 (3)做好钻孔施工记录,详细记录钻孔位置、夹角、倾角、深度等参数。 (4)钻孔施工队伍要采取有效措施确保封孔质量。 (5)通风队严把钻孔施工、封孔质量关,按设计要求对钻孔和封孔质量进行现场验收。 四、钻孔抽放 (1)钻孔施工完毕封好孔后及时接通轨顺内瓦斯抽采管进行抽采。

1111(3)工作面瓦斯抽采钻孔参数变更 一、概述 1111(3)综采工作面为我矿第一个13煤回采工作面,为减小采空区向工作面的瓦斯涌出量,减轻风排瓦斯量,采用顶板走向钻孔抽采采空区瓦斯。 一、钻孔参数 钻孔布置到裂隙带内。倾向顶板抽采钻孔直径不小于94mm,每组抽采钻孔2个,抽采钻孔组间间距5m。 顶板走向钻孔参数表 通风队根据钻孔实际抽采效果确定钻孔参数并及时调整。 二、封孔 钻孔孔径Φ94mm,封孔采用聚氨酯封孔法。成孔后先用水冲洗钻孔,然后下入Φ2寸铁管10m,用麻袋缠绕封孔管,在缠绕时浇聚胺脂然后迅速下入孔内,封孔长度不小于5m。当在煤层开孔时封孔套管下入岩层段不小于3m。封孔管外露长度150mm,并固定好,孔口封堵严实防止漏气。 钻孔封孔后用2.5寸软管接通轨道顺槽φ325mm瓦斯抽采管连接进行抽采。 三、钻孔验收 (6)施工现场设钻孔施工牌板,施工队必须严格按设计方位、倾角等参数施工。 (7)钻孔施工结束后及时悬挂标志牌,标明孔号、孔深、倾角等参数。 (8)做好钻孔施工记录,详细记录钻孔位置、夹角、倾角、深度等参数。 (9)钻孔施工队伍要采取有效措施确保封孔质量。 (10)通风队严把钻孔施工、封孔质量关,按设计要求对钻孔和封孔质量进行现场验收。 四、钻孔抽放 (2)钻孔施工完毕封好孔后及时接通轨顺内瓦斯抽采管进行抽采。

煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术与装备

第37卷第7期煤炭科学技术V ol137N o17 2009年7月Coal Science and Techno logy Jul y2009 煤科总院高新技术 煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术与装备 石智军,姚宁平,叶根飞 (煤炭科学研究总院西安研究院,陕西西安710054) 摘要:通过钻孔抽采瓦斯是煤矿治理瓦斯的重要手段,我国煤矿井下每年瓦斯治理的钻孔工作量超过115亿m,这些钻孔主要使用国产设备、采用回转钻进的方法完成,最大钻孔深度已达到865 m。从钻孔层位、抽采目的考虑,抽采钻孔主要分为顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔。针对不同类型的钻孔,提出采用相应的不同型号的钻机和成孔工艺,并分析预见了未来2年在软煤钻进和定向钻进方面可能取得的成果。 关键词:瓦斯抽采;钻孔;施工技术;煤矿井下 中图分类号:TD712162文献标志码:A文章编号:0253-2336(2009)07-0001-04 Constructi on T echno l ogy and Equ i p m en t for Gas Dra i n age B orehole D rilli ng i n Underground C oalM i ne SH I Zhi-j u n,YAO N i n g-ping,YE Gen-fei (X i.an Re se a rch Institute,Ch i na C oa lR esearc h I n stit u te,X i.an710054,Ch i na) Ab strac t:The gas drainage w it h bo reho les is an i m po rtantm eans t o control m ine ga s.The to t a l bo reho l e d rilli ng l eng th for t he m i ne g as contro l in China unde rground m i nes was over150m illi on m/yea r.T ho se boreho l es drilled we re m ainly com pleted w ith t he dome stic equip-m en t and t he ro tary drilli ng m e t hod.The m ax leng t h of a boreho l e w as reached to865m.In conside ra tion o f t he borehole drilling strata level and t he gas drainage purpose,t he gas drainage bo reho les we re m a i n l y divided into the roof high leve l boreho l e,boreho l e a l ong sea m and bo reho le cro ss t he stra t a.A ccordi ng to t he differen t t ype boreho l e s,t he paper provided the re l a t ed d iffe rent type drilling m achines and the borehole co m ple t ed t echniques.The paper p redicted t ha t the achievem en ts would be ob t a i ned in t he so ft sea m drilling and directional drilli ng i n t he near co m i ng2yea rs. K ey word s:gas d rainage;bo reho le;construction techno logy;unde rground coal m ine 1概述 近年来,随着采煤范围的扩大和深度的增加,一些原来的低瓦斯矿井也变成了高瓦斯矿井,所以我国煤矿安全生产形势依然严峻,重特大事故时有发生。为了确保煤矿安全生产,2006年6月,国务院办公厅5关于加快煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的若干意见6中,明确提出/必须坚持先抽后采、治理与利用并举的方针0。所谓先抽后采,就是利用钻孔预抽瓦斯,降低煤层中的瓦斯含量,确保回采时瓦斯不超限,达到安全生产的目的。要达到这个目的,除少数有条件的煤矿可以在地面施工部分预抽放垂直钻孔外,针对瓦斯抽放的大量钻孔必须在煤矿井下进行施工。对于高瓦斯矿井,每万吨煤瓦斯抽采(放)钻孔工作量可达1300m左右。年产百万吨的矿井,年钻孔工作量达到15万m以上。而年产20亿t煤以上,用于瓦斯治理的年钻孔工作量达到115亿m以上。 在煤矿井下,瓦斯抽采(放)常见方法有:本煤层钻孔抽采(放);开掘专用瓦斯巷道,再用穿层钻孔抽采(放)邻近层层瓦斯;采用定向长钻孔抽放技术,直接在采煤工作面或煤层顶板布置走向长钻孔抽采(放)本煤层和邻近层瓦斯。 而目前,从钻孔层位、抽采(放)目的等方面考虑,可将煤矿井下瓦斯抽采(放)钻孔分为顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔3类。而根据钻孔深度,可将瓦斯抽放钻孔分为浅孔(深度小于300m)、中深孔(深度300~500m)和深孔(深度超过500m)3类。从钻孔直径来分类可分为,常规瓦斯抽采钻孔(孔径小于100mm)、大 1 DOI:10.13199/j.cst.2009.07.6.shizhj.028

煤层气钻井中的几个关键技术问题

煤层气钻井中的几个关键技术问题 218-12-10 1. 关于煤层气 1.1煤层气的成因及主要成份 煤层气是一种在含煤岩层中,以腐植性有机物质为主的成煤物质在成煤过程中自生、自储式非常规的天然气,俗称瓦斯,主要成分为CH4,占90%以上。煤层气在煤层中生成,并以吸附、游离状态储存在煤层及邻近岩层之中。 1.2煤层气的危害 煤层气一直被看作是对煤矿开采造成严重安全威胁的有害气体,在煤炭开采史中,由于煤层气导致了多起瓦斯、煤尘爆炸事故和煤与瓦斯的突出事故。煤层气的主要成分甲烷是具有强烈温室效应的气体,其温室效应要比CO2大20倍,散发到大气中的甲烷污染环境,导致气候异常,同时大气中的甲烷消耗平流层中的臭氧,而臭氧减少使照射到地球上的紫外线增加、形成烟雾,还可诱发某些疾病,危害人类健康。 1.3煤层气的利用

另一方面,甲烷作为煤层气的主要成分,其常温下的发热量为3.43~3.71MJ/Nm3,其热值与天然气相当,是一种高效、洁净的非常规天然气,可以用作民用燃料,也可以用于发电和汽车燃料,还是化工产品的上等原料,具有很高的经济价值。 1.4山西沁水潘庄矿区煤层气开发 山西沁水潘庄矿区煤层气开发已经初具规模,其中由中联公司开发的煤层气井日产气量平均在2000m3以上,主要用作化工及工业燃料、汽车燃料等,山西晋城煤业集团所属的寺河煤矿正在建设全国最大的120MW燃气轮低热值煤层气发电站。 1.5煤层气钻井工艺 煤层气钻井工艺基本和石油钻井工艺相似,都是在井眼钻成后,全井下生产套管,固井,然后通过射孔、压裂等工艺,最后达到采气的目的。一九四队从2006年8月起在山西沁水县为中联公司施工煤层气井,已成功完井6口,进尺2800多米,实现产值300余万元。本文结合煤层气井施工的实际,提出煤层气井钻井施工中防止井斜、钻井液固相控制、煤层钻

开采层顺层钻孔瓦斯抽采技术

开采层顺层钻孔瓦斯抽采技术标准 1 范围 本标准规定了采取顺层钻孔瓦斯抽采技术的设计、施工及验收、瓦斯抽采、效果检验等有关技术要求。 本标准适用于有突出矿井及高瓦斯矿井。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 AQ 1026-2006 煤矿瓦斯抽采基本指标 AQ 1027-2006 煤矿瓦斯抽放规范 煤矿安全规程国家安全生产监督管理总局 防治煤与瓦斯突出规定国家安全生产监督管理总局 3 设计 3.1 上、下巷布置 3.1.1 在设计工作面巷道布置的同时,应设计该地区的顺层钻孔瓦斯抽采工程。且 应优先采用高压水力压裂、深孔预裂爆破等增透措施。 3.1.2 巷道布置应能够满足钻孔施工的要求。 3.1.3 采煤工作面的设计长度应能够满足打钻能力,原则上不宜大于120m。 3.2 钻场布置 3.2.1 顺层钻孔应尽量在上、下巷内施工,若条件不具备时可施工钻场,在钻场内 施工扇形钻孔。 3.2.2 钻场间距应根据打钻能力来确定,一般间隔不宜超过40m。钻场规格根据钻孔 布置、打钻需要确定。 3.3 钻孔设计 3.3.1 钻孔应跟随掘进工作面施工,距工作面的距离不得大于50m。保证工作面有足 够的预抽时间。 3.3.2 钻孔孔底间距应根据实测的钻孔抽采半径来确定,并留有一定的富裕系数。 3.3.3 无实测的钻孔抽采半径时,可按下列规定执行。 3.3.3.1 未采取煤层增透措施的,钻孔孔底间距不得大于3m,钻孔排数根据煤层厚度确定(见表1)。且吨煤钻孔工程量应符合AQ1027-2006的规定。 3.3.3.2 采取煤层增透措施的,钻孔孔底间距可适当增大,但不得大于4m,钻孔排数符合表1的规定。

煤层气压裂工艺技术及实施要点分析

煤层气压裂工艺技术及实施要点分析 发表时间:2019-07-17T09:24:30.543Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年7期作者:康锴 [导读] 我国地大物博,矿产资源丰富,煤层气资源总储量占居首位,可以与天然气的总储量相媲美。 新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队 摘要:近几年,我国经济建设发展迅速,煤矿企业为我国发展做出了很大贡献。我国煤层具有松软、压力低、表面积大和割理发育的特征,导致煤层气开采普遍存在经济效益低、单井产量低的问题。为了适应煤层气特殊的产出条件,本文探讨煤层气压裂工艺技术与实施要点,以期为我国煤层气开采提供参考意见。 关键词:煤层气;压裂工艺技术;实施要点 引言 我国地大物博,矿产资源丰富,煤层气资源总储量占居首位,可以与天然气的总储量相媲美。因为煤层气本身属于清洁能源发展行列,本身带有极强的清洁性能和使用的高效性,对于此资源进行科学合理的开发应用,能够有效缓解现阶段我国能源紧缺的尴尬局面。进行开采过程中,需要对煤层的低饱和、低渗透和低压的发展特点充分了解,可以通过对水力压裂技术的改造升级,完成增产增效工作,保证煤层气井开采效率和高质量发展。在此过程中,需要注意的问题是,因为不同煤层在发展过程中,都受到不同介质的作用,其内部构成和物质特性方面都存在很大差异性,所以,科学掌握煤层气压裂工艺技术有着重要的现实意义。 1煤层气探采历史 1733年美国首次实现地下管道煤层气抽放,1920年第一次完成3口地面煤层气抽采井。1953年在圣胡安完成高产井,日产1.2万m3。我国起步较晚,1957年阳泉四矿在井下成功实现,临近煤层瓦斯抽采。1992年正式开始研究实验。1996年中联煤层气有限责任公司的成立,标志着我国煤层气开发研究的新纪元。 2矿岩压裂的主要影响因素 2.1天然裂缝割理 在煤层开采发展过程中,主要的裂缝系统包括天然裂缝和割理,这两种现象会严重影响到压裂裂缝的发展形态,同时还会对周围水文地质的发展起到一定的影响作用。通常它们的主要性能会对水力裂缝的形态进行延伸,造成冲击作用,也就是说,通过这两个作用力的共同作用,煤层气井在发展和延伸的时候,很容易发生突然转向和次生裂缝。 2.2矿岩力学性质 对矿岩力学性质进行研究的过程中,需要重点做好三个方面的工作:首先,做好矿岩硬度和密实度的勘察工作。第二,对整体强度和弹性力度问题进行研究。第三,深入探讨研究断裂相关内容。对有显著特点的矿样进行综合检测分析,通过观察和对比,得到的结论是,矿岩在受到某些压力和应力的共同作用下,其自身的特征也会发生改变,呈现出弹性模量低、脆性大、易破碎和易受压缩等显著特点,所以,需要对矿岩力学性质进行综合研究。 2.3地应力 在矿井气层发生水力起裂现象的过程中,地应力的变化情况会对裂缝整体位置和形态产生主要影响作用。通过科学调查结果显示,起裂压力大小情况与地应力差之间存在负相关的变化发展联系。换言之,破裂压力的影响因素主要为天然裂缝与最大水平主应力间的夹角,在高水平应力差作用力的影响下,会发生层次较规律的主缝问题。在低水平应力差作用力的影响下,裂缝问题就会向周边进行延伸和扩展。 3煤层气压裂工艺技术 3.1大排量压裂技术 在煤层储层中,有着大量的天然割理系统,加之在压裂施工中使用了活性水压裂液,因此容易造成在压裂过程中滤失量过大及效率低的情况。而为了控制液体滤失以保障效率,应当要根据活性水压裂液的特点,选择大排量注入压裂液的施工方式。 3.2低砂比压裂技术 煤层气压裂的砂比是由多种因素共同决定的,包括煤层本身的特性、压裂液及其排量、支撑剂密度等等。煤层具有性脆、易破碎以及易滤失等特性,而这些都容易引起压裂过程中煤层出现砂堵;再者压裂液粘度低,也是造成砂堵的一项常见因素。而若应用低砂比压裂技术,则能够十分有效地预防砂堵现象。 3.3脉冲加砂技术 若想实现煤层气开采的增产,其主要途径之一就是尽量增加缝长和沟通天然割理系统。在深层煤层气的压裂施工过程中,支撑剂的泵入可以选择采用将前置液与携砂液交替注入的方式。这种方法既能够更多地增加缝长和沟通天然割理系统,同时又能够防止砂堵,提高压裂效率。 3.4复合支撑技术 该深层煤层气储层的闭合压力<20MPa,经分析和评价后,认为其在支撑剂的选择上以石英砂为宜。由于煤层气储层具有易滤失的特点,所以在加砂前,首先要处理天然割理,即加入适量的细粒径石英砂,从而降低其滤失;其次在加砂过程中,要加入适量的中粒径石英砂,从而延伸裂缝;而在加砂后期,则要加入粗粒径石英砂,以使煤层中的气流畅通。 4煤层气压裂工艺技术及实施要点分析 4.1优选煤层气压裂液体系 在煤层气压裂中,压裂液既需要携砂、造缝,又会因液体浸入储层而伤害煤层,所以优选压裂液体系至关重要,即要求煤层气压裂液满足压裂工艺的技术要求、与储层配伍性且尽量不伤害煤层。煤层气井从客观实际出发优选压裂液体系,具体要点包括:一是少用添加剂,如有机类添加剂,以免伤害煤储层;二是研发与煤层气压裂条件相适宜的压裂液材料,以提高其与煤储层的配伍性;三是在满足压裂工艺与施工要求的前提下,提高压裂液的经济性,从而适应市场经济的发展要求。据此,山西沁水盆地煤层气井决定选用清水压裂。

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