水力壓裂技巧研究應(yīng)用

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1、水力壓裂技術(shù)提高煤層透氣性研究及應(yīng)用王國鴻(中平能化集團；平頂山；467000)摘要：真對中平能化集團I?礦煤層透氣性系數(shù)低，瓦斯抽放效果差的現(xiàn)狀，該礦在己『24080工作面實施了水力屮壓提高煤層透氣性技術(shù)，通過向煤層屮打鉆孔，注入高強壓力水。使煤體內(nèi)部組織受到破壞，深部原生裂隙擴張，延伸，從而增強煤層透氣性，提高瓦斯抽放最，該項技術(shù)取得了很好的抽放效果。關(guān)鍵詞：水力壓裂技術(shù);提高煤層透氣性;研究及應(yīng)用Researchanduseofhydrofracturetechnologytoimprovecoal-seamPermeabilitywangguohong(

2、ZhongPingNengHuaBloc;PingDingShan;467000)abstracts:accordingtozhongpingenergyGroupfirstmountainminecoal-seamPermeabilitylowgassuctioneffectworsepresentsituationthismineat己15-24080coalfaceImplementationwaterpowermiddlepressuretoimprovecoal-seamPermeabilitytechnologythroughdrill_holeto

3、drillingInjectionmiddlepressurewatertodriil_holemadecoal-bodyinsideintructurewasdestroyed,withmiddle-energyjetinnerprotogenesiscreviceexpandspacebecomegreatersothatEnhancedcoal-seamPermeabi1ity.improvepumpinggaseffectthetechnologybeworthspreadandexploitation.Keywords:waterpowermiddle

4、pressure；improvecoal-seamPermeability；technology目前在水力壓裂方面的研究只局限在汕、汕氣藏、煤層氣藏，以及地熱井資源的開采中，主要以現(xiàn)場應(yīng)用中裂縫擴展技術(shù)研究為主，只局限在地面鉆井條件下，對于本煤層瓦斯抽放集屮采用水力壓裂措施來增大煤層的滲透率的機理研究上處于嘗試階段。屮平能化集團首山礦大膽設(shè)想采用水力壓裂技術(shù)提高煤層透氣性系數(shù)，通過在己15-24080_L作面工業(yè)性試驗，取得了良好的瓦斯抽放效果為我國類似條件下使用該項技術(shù)提供借鑒。K工作面概況I?礦口前開采三組煤層為戊組、己組和丁組，戊、己兩組煤層透氣性差，透氣

5、性系數(shù)只W0.0013mD（毫達西），介于勉強和難以抽放煤層Z間。在勉強抽放的煤層中往往需要很長的抽放吋間和布置較多的鉆孔，才能達到抽放目的。為增加煤層透氣性，提高低透氣性煤層鉆孔瓦斯抽放濃度，在己『24080機巷進行煤層水力壓裂增透。同時通過煤體注水，使煤體應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移和水含量增加，在一定范圍內(nèi)起到消突作用和降低開采過程中煤塵產(chǎn)生量?！阬s-24080采而（圖1?1所示）位于十礦己四采區(qū)西翼第三階段，該采區(qū)東靠己四軌道，西至26勘探線，南鄰己15?24060采面，北部為未開采區(qū)。地面標高：+150?+280m,工作面標iW：-580??626m.設(shè)計走向長度

6、1804m,傾斜長度180m,煤層厚度1.6?2.3m之間，一般在2m左右。煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層傾角在采區(qū)東部較緩，一般在10。左右，中上部傾角較大，在25。?30。2間，西部一般在20。左右。釆而地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，該煤層為突岀煤層。己15-24080機巷用1III咼抽巷圖1?1工作面示意圖2、水力壓裂作用機理原生煤層內(nèi)部具冇很多微裂隙、多孔隙結(jié)構(gòu)，瓦斯在煤體內(nèi)以游離態(tài)或吸附態(tài)兩種狀態(tài)存在，對于裂隙比較發(fā)育，煤體堅固系數(shù)較大的煤層透氣性系數(shù)較大，便丁瓦斯抽放，I佃對于煤質(zhì)比較松軟，裂隙發(fā)育不發(fā)達的煤層透氣性系數(shù)較低，不便于瓦斯抽放，抽放效果差，采用水力壓裂方法，使

7、煤體深部原生裂隙擴張，延仲，空隙增大，從而捉高煤層的透氣性系數(shù)，使得原生裂隙相互溝通，在水力作用下，吸附狀態(tài)的瓦斯從煤層表而逐漸剝離變成游離態(tài)的瓦斯，提高了瓦斯在煤體內(nèi)部的流動性，從而提高瓦斯抽放效果，裂縫起裂受諸多因素的控制，裂縫起裂效果主要取決于時間效應(yīng)和壓力效應(yīng)。研究表明，通過連續(xù)的高壓水力滲透可以使煤層內(nèi)部組織不斷受到破壞，煤層原生裂隙擴大，達到提高煤層透氣性能的效杲,從而提高瓦斯抽放率。3、水力壓裂技術(shù)措施3.1壓裂設(shè)備與儀表注水系統(tǒng)由注水泵、水箱、壓力表、專用封孔器等組成(見圖3?1)。注水泵選用額定壓力為31.5MPa、額定流量為400L的BRW4

8、00/31.5型煤礦用乳