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中国煤炭报:彬长矿业利用水力 压裂法防治冲击地压

作者: 伍增强 杨雪琴     时间: 2020-12-29     点击: 查询中    分享到:


中国煤炭报  2020年12月26日4版


彬长矿业利用水力 压裂法防治冲击地压


本报讯 12月15日,随着最后一台压裂泵车的停泵运行,孟煤矿区防治冲击地压项目顺利竣工,标志着国内首个地面水平井分段压裂防治冲击地压项目成功实施。该项目是陕煤集团彬长矿业公司年度重点科研攻关项目,为行业区域防治冲击地压工作积累了经验。

现阶段,国内煤矿防治冲击地压方法主要为局部治理,且集中在井下,存在治理范围小、作业环境受限、工作量重复频率高、劳动强度高等问题。

在矿井灾害治理、接续调整的关键时期,今年5月,彬长矿业公司孟村煤矿与中煤科工集团西安研究院、陕西省煤层气开发利用公司、中国石油集团渤海钻探工程公司井下作业分公司、中煤科工开采研究院开展技术研讨,最终决定采用地面水平井分段压裂技术,实施区域防治冲击地压工程。

据了解,水力压裂法是目前开采天然气、石油增产的主要形式。对开采天然气来说,该技术要求用大量掺入化学物质的水灌入页岩层,进行液压碎裂以释放天然气。近年来,煤炭行业开始引进这项技术,主要用于煤层气增产方面,且施工规模相对较小。本次采用的地面水平井分段压裂技术是在综合考虑石油和煤炭行业的应用情况后,结合施工现场环境、矿井地层结构、区域应力分布等情况,提出的首个方案。

该项目共设计井眼3口(参数井1口、L型水平井2口),目标层为距离煤层顶板较远的安定组底部,属矿井中位关键层,井场开口位置距离目标层600米、终孔位置距离开口1500米,施工难度较大、风险较高、困难较多。同时,该项目对整个回采工作面范围内的顶板进行区域性弱化,影响面积达36万平方米。

钻井期间,该项目先后钻遇第四系黄土、第三系红土,白垩系华池组泥岩、洛河组砂砾岩、宜君组砾岩,侏罗系安定组砂岩,共计6个地层,跨越地质时期约1.3亿年;完成钻探进尺3700米,目标砂岩层钻遇率100%。

压裂期间,该项目采用井上下联合检测方法,共布置监测点50个;召开现场技术分析讨论会10次,形成特色工作方法;攻关技术难点5处,分析各类监测报告及报表200余份;压裂31段、射孔84簇、消耗液量4万立方米、消耗砂量1100立方米,优化设计参数7项。施工压力10兆帕至23兆帕,排量每分钟6立方米至11立方米,形成了最大缝长340米、缝高59米、影响宽度80米的裂缝状态,超过设计参数值的110%。单段压裂期间,井下微震能量平均增幅约8倍,频次平均增幅约3.8倍;井下地音能量平均增幅约4.6倍,频次平均增幅约2.7倍;地面监测的目标岩层破裂事件点数达388个。

相关人员表示,该项目的成功实施为矿区冲击地压防治提供了新思路,为国内煤矿区域灾害治理提供了经验。(伍增强 杨雪琴)

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