煤礦水力壓裂總結(jié)報告-在線瀏覽
2024-09-12 21:03本頁面
【正文】 計壓裂M7煤層，主泵壓力17～，～，壓裂過稱中多次出現(xiàn)壓力下降流量上升過程，為檢驗壓裂效果，在壓裂孔傾向、走向方向累計施工檢驗孔14個，經(jīng)取樣檢測得出：壓1孔沿煤層傾向最大壓裂影響范圍是50m，沿走向最大影響范圍是70m。自然排放條件下，壓裂影響范圍內(nèi)檢驗孔排放濃度為78～95%，；在接抽條件下，壓裂影響范圍內(nèi)鉆孔抽采濃度提高40%左右。壓2孔試驗表明：同時壓裂M7～M12時，只要中間有一層相對容易壓裂的煤巖層，其他煤巖層無法壓裂。該孔壓裂范圍較小主要因為在其下方5~10m處有一閉合裂隙，對高壓水有一定的卸壓作用導(dǎo)致壓裂影響范圍較小；對壓3孔自然排放及抽采效果考察結(jié)果表明：前3天，壓3孔自然排放濃度為94～95%，～；接抽27天，考察結(jié)果為：抽采濃度在15～94%之間，～ m3/min，平均為常規(guī)抽采鉆孔的5倍以上；后期考察由于壓裂孔持續(xù)出水，對接抽考察結(jié)果有較大影響，所以恢復(fù)自然排放考察，累計考察7天，自然排放濃度94%，瓦斯排放量大，～，為常規(guī)鉆孔抽采純量的10～15倍。壓4孔設(shè)計壓裂M8煤層，最終累計注水量121m3，泵壓15～25MPa，累計施工檢驗孔10個，通過壓風(fēng)取樣檢測煤層水分可知：，沿走向最大影響范圍是40m。壓裂后，壓4孔由于放水卸壓過程中堵塞無法考察，對壓4檢驗孔的考察結(jié)果表明：M8煤層壓裂范圍內(nèi)的檢驗孔抽放效果好于M7煤層，平均單孔抽放純量較常規(guī)穿層鉆孔提高2～10倍。井下煤層水力壓裂技術(shù)采用高壓泵將高壓水通過鉆孔注入到煤層，當(dāng)液體壓入速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過煤層的自然吸水能力時，由于流動阻力的增加，進(jìn)入煤體的水壓力就逐漸上升，當(dāng)超過煤層上方的巖層壓力時，煤層內(nèi)原生裂隙被壓開并向更遠(yuǎn)處擴展，形成新的流通網(wǎng)絡(luò)，煤層透氣性大大增加，高壓水排出后，壓開的裂隙就為煤層瓦斯的流動創(chuàng)造了良好的條件，達(dá)到提高煤層抽采效率的目的。隨著礦井向深部延深，瓦斯威脅日益加劇，為高效增透抽采瓦斯，打通一礦強化水力壓裂技術(shù)攻關(guān)，先后采用寶雞航天動力泵業(yè)生產(chǎn)的HTB500型高壓泥漿泵以及六合煤機公司生產(chǎn)的BZW200/56型高壓泵進(jìn)行了水力壓裂試驗，并對試驗效果及該技術(shù)的適用性進(jìn)行考察，試驗過程中通過不斷優(yōu)化高壓水力壓裂技術(shù)工藝，提高壓裂效果、降低壓裂成本，為水力壓裂技術(shù)在全礦的順利推廣應(yīng)用提供了有力保障。M7煤層作為保護(hù)層首先開采，為解決開采M7保護(hù)層時的大量瓦斯涌入和對主采M8煤層的瓦斯治理，必須對主采MM8煤層進(jìn)行煤層瓦斯預(yù)抽，為提高預(yù)抽效果，分別對主采MM8煤層進(jìn)行高壓水力壓裂增透。 試驗地點的煤層、瓦斯情況打通一礦可采煤層有M7～M8共2層，各煤層厚度見打通一礦煤層柱狀圖1。該處煤層瓦斯含量及水分已在壓裂試驗前取樣測定、煤層壓力已通過施工測壓孔測定，瓦斯參數(shù)測定結(jié)果見表2。3 壓裂設(shè)備選型及運輸安裝 壓裂設(shè)備選擇根據(jù)打通一礦煤層賦存條件，本次高壓水力壓裂試驗使用的高壓泵為寶雞航天動力公司生產(chǎn)的HTB500型壓裂泵，以及南京六合煤機公司生產(chǎn)的BZW200/56高壓泵。表3 壓裂泵主要性能參數(shù)型號額定壓力最大流量柱塞數(shù)電壓額定功率供水要求HTB50050MPa1100L/min3柱塞1140V400KW4寸水管BZW200/5656 MPa200 L/min5柱塞1140V220KW2寸水管整套設(shè)備的安放及管路布置需要考慮整套設(shè)備能夠順利到達(dá)安裝地點，要明確制定設(shè)備的下井路線。圖2為水力壓裂設(shè)備安設(shè)地點示意圖。圖2為水力壓裂設(shè)備到達(dá)壓裂地點后的布置示意圖。圖2 水力壓裂設(shè)備布置示意圖 4 鉆孔設(shè)計及施工 壓裂孔設(shè)計及施工（一）壓裂孔位置本次壓裂試驗分兩階段進(jìn)行。圖3 壓裂鉆孔位置圖（二）壓裂孔設(shè)計及施工壓裂孔施工采用ZY150型鉆機，壓裂孔施工參數(shù)見表4。Φ75mmΦ94mm水排壓290176。Φ75mmΦ94mm水排壓490176。圖4 壓裂管頂端篩管段結(jié)構(gòu)圖壓裂試驗第二階段通過總結(jié)第一階段經(jīng)驗，孔口段10m仍采用壁厚13mm，DN25mm無縫鋼管，孔內(nèi)剩余段采用壁厚4mm，DN25mm普通焊管，頂端結(jié)構(gòu)與第一階段的相同，壓裂管道達(dá)到使用要求。壓裂孔封孔工藝圖見圖6，壓裂鉆孔采用Φ75mm鉆頭施工完成后，用Φ94mm直徑的鉆頭擴孔至壓裂煤層底板，確保DN20mm注漿管能正常送入孔內(nèi)至M7煤層底板；孔內(nèi)壓裂管為DN25 mm， mm的無縫鋼管，每根長2m，采用螺紋連接；壓裂管前端為2根篩管，篩管靠近“馬尾巴”50100cm用紗布包裹，防止砂漿回流堵塞壓裂管；壓裂管每根長2 m，采用鉆機送入，直接送入壓裂鉆孔孔底；封孔注漿管采用DN20mm鋼管，每根鋼管長2m，兩頭套絲，采用管箍連接，；注漿管口與截止閥連接，截止閥與注漿泵注漿管連接；注漿時開啟球閥，注漿結(jié)束后及時關(guān)閉截止閥；在第3根壓裂管上捆綁棉紗，其形狀如“馬尾巴”，其方法是將棉紗一端綁在壓裂管上，當(dāng)壓裂管篩管送至孔底時停止送管，向孔外方向拉動壓裂管，棉紗收縮，起到封堵水泥砂漿及過濾水的作用；，數(shù)量以與孔壁較緊密接觸為準(zhǔn)，為與壓裂管綁捆，可在壓裂管上焊接小齒。圖5 壓裂孔封孔工藝 最終，各個壓裂孔封孔施工見表5。實際檢驗孔施工數(shù)量采用動態(tài)施工方法根據(jù)實際情況增至14個。檢驗孔瓦斯含量以及水分均壓風(fēng)取樣測定。圖7 一階段檢驗孔終孔位置圖5 壓裂實施 HTB500型泵壓裂試驗5月13日～5月18日施工壓壓2并成功封孔，其中壓1，封孔至M7煤層底板，采用水泥砂漿封孔，封孔壓2，封孔至M12煤層底板。壓1，～，～，壓力流量變化見圖8。與高滲透性硬煤層水力壓裂不同，打通一礦松軟突出煤層在進(jìn)行水力壓裂時呈現(xiàn)特有的規(guī)律性：②在高壓水壓裂過程中，經(jīng)過反復(fù)多次壓力下降過程（圖中較為明顯的有7處）；③多次壓力下降過程中，均對應(yīng)出現(xiàn)明顯的流量上升，推斷為多次小范圍壓開后，注水量增加；④最終壓力、流量相對穩(wěn)定變化，壓裂過稱終止；從壓2孔壓裂過程數(shù)據(jù)看，整個壓裂過程中泵壓17～，～。 BZW200/56型泵壓裂試驗6月13日～6月25日施工壓壓4孔并成功實施封孔。6月23日～6月27日對壓3孔實施壓裂，壓3，～；于6月28日早班開始壓裂壓4孔，最終累計注水量121m3，泵壓15～25MPa。通過實施這次壓裂可得到以下結(jié)論：①從目前對壓壓4孔壓裂情況看，采用六合BZW200/56型泵壓裂，在M8煤層中的注水流量（6~8m3/h）要明顯大于M7煤層（
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