煤矿井下定向长钻孔水力压裂瓦斯高效抽采技术

发布时间：2022-01-22 14:02

　　为了提高煤矿井下单一低渗煤层瓦斯抽采效果,基于普通中、短钻孔水力压裂技术在瓦斯治理方面存在的弊端,结合煤储层地质条件和定向钻进技术特点,提出了井下定向长钻孔水力压裂瓦斯高效抽采技术,总结了长钻孔整体压裂和围岩梳状孔分段压裂2种水力压裂模式,分析了施工工艺和关键技术,以阳泉矿区为例,进行了定向长钻孔水力压裂试验,并考察了其效果。结果表明:长钻孔整体压裂采用基于扩张式封隔器原理的快速封孔技术,可在10 min内实现封孔工具组合快速坐封。梳状孔分段压裂施工采用裸眼封隔器滑套分段压裂工艺,利用孔口投球方式依次打开各级投球滑套,完成各个分支钻孔注水压裂作业。水力压裂影响范围内煤体全水分随着与钻孔距离的增大呈现先增大、后减小的现象,煤层瓦斯含量与煤体全水分呈现相反的分布特征。压裂过程中巷道受力变形现象明显,放喷初期水流大量携粉,排粉量达到6.5 t。长钻孔整体压裂和梳状孔分段压裂的最大影响半径分别达到58 m和60 m,比常规压裂钻孔增大2.32倍和3.53倍,平均瓦斯抽采纯量达1.51 m3/min和0.25 m3/min,比常规压裂钻孔提高24.40倍和13.89倍。分析认为压裂过程存在水驱气... 

【文章来源】：煤炭科学技术. 2020,48(07)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

井下长钻孔整体压裂示意

梳状孔分段压裂示意

准备阶段首先对压裂钻孔进行通孔作业，并用清水反复洗孔，清除孔内沉渣，然后对压裂设备进行试车。采取基于扩张式封隔器原理的快速封孔技术，根据钻探过程地层岩性判识，选择孔径稳定层段下入由引鞋、单流阀、压差滑套、扩张式封隔器等组成的封孔工具组合(图3)。通过从油管内打压，靠水压迅速撑开和膨胀胶筒，在10 min内实现封孔工具组合快速坐封。高压注水阶段采用整体不间断压裂方式，选用清水作为压裂液，详细记录时间、压力、排量等压裂数据，当注水量达到设计要求时停止压裂作业。压裂结束后上提油管剪断封隔器销钉即实现解封。压裂结束后进行保压，使钻孔内流体压力缓慢降低直至恢复平衡，而后打开孔口阀门进行排水作业。2.2 梳状孔分段压裂

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3602326