水力压裂技巧研究应用

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1、水力压裂技术提高煤层透气性研究及应用王国鸿(中平能化集团；平顶山；467000)摘要：真对中平能化集团I•矿煤层透气性系数低，瓦斯抽放效果差的现状，该矿在己『24080工作面实施了水力屮压提高煤层透气性技术，通过向煤层屮打钻孔，注入高强压力水。使煤体内部组织受到破坏，深部原生裂隙扩张，延伸，从而增强煤层透气性，提高瓦斯抽放最，该项技术取得了很好的抽放效果。关键词：水力压裂技术;提高煤层透气性;研究及应用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目前在水力压裂方面的研究只局限在汕、汕气藏、煤层气藏，以及地热井资源的开采中，主要以现场应用中裂缝扩展技术研究为主，只局限在地面钻井条件下，对于本煤层瓦斯抽放集屮采用水力压裂措施来增大煤层的渗透率的机理研究上处于尝试阶段。屮平能化集团首山矿大胆设想采用水力压裂技术提高煤层透气性系数，通过在己15-24080_L作面工业性试验，取得了良好的瓦斯抽放效果为我国类似条件下使用该项技术提供借鉴。K工作面概况I•矿口前开采三组煤层为戊组、己组和丁组，戊、己两组煤层透气性差，透气

5、性系数只W0.0013mD（毫达西），介于勉强和难以抽放煤层Z间。在勉强抽放的煤层中往往需要很长的抽放吋间和布置较多的钻孔，才能达到抽放目的。为增加煤层透气性，提高低透气性煤层钻孔瓦斯抽放浓度，在己『24080机巷进行煤层水力压裂增透。同时通过煤体注水，使煤体应力向深部转移和水含量增加，在一定范围内起到消突作用和降低开采过程中煤尘产生量。£ls-24080采而（图1・1所示）位于十矿己四采区西翼第三阶段，该采区东靠己四轨道，西至26勘探线，南邻己15・24060采面，北部为未开采区。地面标高：+150〜+280m,工作面标iW：-580〜・626m.设计走向长度

6、1804m,倾斜长度180m,煤层厚度1.6〜2.3m之间，一般在2m左右。煤层结构简单，煤层倾角在采区东部较缓，一般在10。左右，中上部倾角较大，在25。〜30。2间，西部一般在20。左右。釆而地质构造比较简单，该煤层为突岀煤层。己15-24080机巷用1III咼抽巷图1・1工作面示意图2、水力压裂作用机理原生煤层内部具冇很多微裂隙、多孔隙结构，瓦斯在煤体内以游离态或吸附态两种状态存在，对于裂隙比较发育，煤体坚固系数较大的煤层透气性系数较大，便丁瓦斯抽放，I佃对于煤质比较松软，裂隙发育不发达的煤层透气性系数较低，不便于瓦斯抽放，抽放效果差，采用水力压裂方法，使

7、煤体深部原生裂隙扩张，延仲，空隙增大，从而捉高煤层的透气性系数，使得原生裂隙相互沟通，在水力作用下，吸附状态的瓦斯从煤层表而逐渐剥离变成游离态的瓦斯，提高了瓦斯在煤体内部的流动性，从而提高瓦斯抽放效果，裂缝起裂受诸多因素的控制，裂缝起裂效果主要取决于时间效应和压力效应。研究表明，通过连续的高压水力渗透可以使煤层内部组织不断受到破坏，煤层原生裂隙扩大，达到提高煤层透气性能的效杲,从而提高瓦斯抽放率。3、水力压裂技术措施3.1压裂设备与仪表注水系统由注水泵、水箱、压力表、专用封孔器等组成(见图3・1)。注水泵选用额定压力为31.5MPa、额定流量为400L的BRW4

8、00/31.5型煤矿用乳