定向長鉆孔水力壓裂增透技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：
2024-12-06
1.技術(shù)簡介：利用定向鉆進(jìn)技術(shù)，沿煤層或煤層頂、底板施工長鉆孔，成孔后在巖孔段內(nèi)下入高壓油管，利用膨脹膠囊快速封孔。而后采用高壓力、大流量的柱塞泵向鉆孔內(nèi)注入高壓水，對整個(gè)鉆孔范圍內(nèi)的煤層進(jìn)行整體壓裂或者進(jìn)行分段壓裂。當(dāng)高壓水能遠(yuǎn)大于煤層漏失量形成壓力，壓力大于煤層破裂壓力后煤層裂縫開啟，隨著壓裂液繼續(xù)注入，裂縫不斷延伸和擴(kuò)展并產(chǎn)生新的裂縫，在煤層中形成豐富的裂隙網(wǎng)絡(luò)的一種增透技術(shù)。
2.應(yīng)用目的：大幅度增加壓裂體積，降低工程施工成本、減少瓦斯抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間，緩解采掘接替。同時(shí)，達(dá)到增加煤層透氣性，提高碎軟低滲煤層瓦斯抽采效果的目的。
3.適用條件：適用于低滲高突煤層，高產(chǎn)高效工作面，地質(zhì)條件簡單~中等的工作面，若遇斷層及地質(zhì)構(gòu)造帶定向鉆進(jìn)的效果差，需要專業(yè)隊(duì)伍施工。
4.部分應(yīng)用實(shí)例：定向長鉆孔整體水力壓裂增透。該項(xiàng)技術(shù)率先在陽煤礦區(qū)新景公司8100米集中配風(fēng)巷南六底抽巷進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用，施工定向鉆孔終孔深度495m，其中巖孔段188m，煤孔段307m，鉆孔直徑120mm。壓裂施工最高注水壓力26.09MPa，最大施工排量56.45m3/h，平均施工排量30 m3/h，注入時(shí)間50小時(shí)27分鐘，累計(jì)注水量1510m3，實(shí)現(xiàn)壓裂影響長度300米以上。2016年6月開始產(chǎn)氣，前3個(gè)月，
單日平均抽采瓦斯純量2475m3/d，平均濃度72.27%。抽采13個(gè)月，單日抽采純瓦斯量還保持在1500m3/d，累計(jì)瓦斯抽采量達(dá)80萬m3。與普通未進(jìn)行水力壓裂的千米鉆孔對比，單孔平均瓦斯抽采純量提高了17.37～86.0倍；與附近普通穿層壓裂鉆孔對比，單孔平均瓦斯抽采純量提高了27.74倍。
定向長鉆孔分段水力壓裂增透。該技術(shù)在陽泉寺家莊礦率先進(jìn)行了應(yīng)用，施工底板梳狀鉆孔，底板巖層主孔長534m，孔徑120mm，施工了4個(gè)分支孔進(jìn)入煤層，將煤層段分成了5段，對這5段依次進(jìn)行了封孔及水力壓裂，最大注水壓力17.18MPa，單段最大注水量611m3，累計(jì)注水1098 m3。15#煤層原始瓦斯含量平均為8.31m3/t，壓裂影響范圍內(nèi)測定的15#煤層瓦斯含量平均為6.09m3/t，降低了26.7%。鄰近區(qū)域穿層鉆孔的瓦斯抽采濃度普遍較低，壓裂鉆孔抽采濃度提高了10~13倍，抽采量提高了3~8倍。
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