中硬低渗煤层定向长钻孔水力压裂瓦斯高效抽采技术与应用

作     者：郭超奇 赵继展 李小建 张静非 仵胜利 陈冬冬 黄兴利 李宝军 GUO Chaoqi;ZHAO Jizhan;LI Xiaojian;ZHANG Jingfei;WU Shengli;CHEN Dongdong;HUANG Xingli;LI Baojun

作者机构：陕西黄陵二号煤矿有限公司陕西黄陵727307 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 

出 版 物：《煤田地质与勘探》 (Coal Geology & Exploration)

年 卷 期：2020年第48卷第6期

页      面：103-108,115页

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 0808[工学-电气工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0708[理学-地球物理学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家科技重大专项任务(2016ZX05045-002-002) 中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金资助项目(2018XAYZD10,2018XAYMS08) 

主　　题：黄陵矿区 定向长钻孔 裸眼坐封 水力压裂 瓦斯抽采 

摘      要：针对黄陇侏罗纪煤田中硬煤层渗透性差、瓦斯抽采浓度及流量衰减速度快等问题,利用自主研发的水力压裂成套工艺设备,提出煤层定向长钻孔水力压裂瓦斯高效抽采技术,并在黄陇煤田黄陵二号煤矿进行工程应用试验。现场共完成5个定向长钻孔钻探施工,单孔孔深240-285 m,总进尺1 320 m;采用整体压裂工艺对5个本煤层钻孔进行压裂施工,累计压裂液用量1 557.5 m3,单孔最大泵注压力19 MPa;压裂后单孔瓦斯抽采浓度及百米抽采纯量分别提升0.7-20.5倍、1.7~9.8倍;相比于普通钻孔,压裂孔瓦斯初始涌出强度提升2.1倍,钻孔瓦斯流量衰减系数降低39.6%。试验结果表明:采取水力压裂增透措施后,瓦斯抽采效果得到显著提升,煤层瓦斯可抽采性增加,为类似矿区低渗煤层瓦斯高效抽采提供了技术支撑。