定向長(cháng)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(jiǎn)介：利用定向鉆進(jìn)技術(shù)，沿煤層或煤層頂、底板施工長(cháng)鉆孔，成孔后在巖孔段內下入高壓油管，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注入高壓水，對整個(gè)鉆孔范圍內的煤層進(jìn)行整體壓裂或者進(jìn)行分段壓裂。當高壓水能遠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(kāi)啟，隨著(zhù)壓裂液繼續注入，裂縫不斷延伸和擴展并產(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、減少瓦斯抽采達標時(shí)間，緩解采掘接替。同時(shí)，達到增加煤層透氣性，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(jiǎn)單~中等的工作面，若遇斷層及地質(zhì)構造帶定向鉆進(jìn)的效果差，需要專(zhuān)業(yè)隊伍施工。
4.部分應用實(shí)例：定向長(cháng)鉆孔整體水力壓裂增透。該項技術(shù)率先在陽(yáng)煤礦區新景公司8100米集中配風(fēng)巷南六底抽巷進(jìn)行試驗應用，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，累計注水量1510m3，實(shí)現壓裂影響長(cháng)度300米以上。2016年6月開(kāi)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，累計瓦斯抽采量達80萬(wàn)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(cháng)鉆孔分段水力壓裂增透。該技術(shù)在陽(yáng)泉寺家莊礦率先進(jìn)行了應用，施工底板梳狀鉆孔，底板巖層主孔長(cháng)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，壓裂影響范圍內測定的15#煤層瓦斯含量平均為6.09m3/t，降低了26.7%。鄰近區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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