地面压裂井下煤层增透抽采瓦斯的方法与流程

1.本发明属于地面与井下相结合瓦斯抽采领域，涉及一种地面压裂井下煤层增透抽采瓦斯的方法。


背景技术：

2.中国煤层透气性普遍比较差，需要采取增透改善煤层透气性，针对高瓦斯矿井，煤矿井下压裂泵组能力、空间等限制难以进行大排量携砂增透，本方案提出了一种地面压裂井下煤层增透抽采瓦斯的方法。众所周知，压裂排量、携砂量越大压裂泵组体积将越大，而井下巷道空间不具备该条件，本方案提出通过少数的地面压裂泵组的方式，通过压裂油管连接井下钻孔，实现区域性压裂增透，解决了井下压裂能力不足的问题。通过该方法能针对性的对井下各个采区进行压裂增透，因此，可实现煤层瓦斯预先抽采。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地面压裂井下煤层增透抽采瓦斯的方法，通过地面大型压裂泵组通过地面井和井下巷道的压裂油管对井下各个需要压裂的区域进行压裂增透，再通过施工瓦斯抽采孔。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种地面压裂井下煤层增透抽采瓦斯的方法，包括以下步骤：
6.s1确定地面井的位置，根据煤矿采区布置、开拓巷道准备情况，选取采区或几个采区中部区域的集中大巷内布置地面井；
7.s2确定井下煤层压裂的区域，并完成压裂钻孔设计，根据地面井的位置，向各个采区连接压裂油管；
8.s3施工地面井，采用压裂油管从地面井连接至压裂钻孔内；
9.s4通过地面压裂泵组对压裂钻孔进行携砂压裂增透；
10.s5增透后进行孔口封堵实现保压，然后进行排水，再进行压裂钻孔抽采，最后在两个压裂钻孔之间施工钻孔进行瓦斯抽采。
11.可选的，还包括步骤s6，连接压裂油管至其他区域，按步骤s2-s5对其他区域进行压裂增透及抽采。
12.可选的，步骤s2中，压裂钻孔间距不小于50m。
13.可选的，步骤s3中，地面井套管内直径不小于120mm；裂油管能抵抗压力不小于50mpa。
14.可选的，步骤s4中，压裂排量不低于4m3/min；携砂量占压裂液量不少于1/30。
15.可选的，步骤s4中，钻孔孔底压裂大于煤体破裂压力。
16.可选的，步骤s4中，覆岩压裂油管与裸壁间进行水泥砂浆封固，封固候凝时间不低于48小时。
17.可选的，步骤s5中，保压时间不低于3天，排水后接抽，采用井下负压进行抽采。
18.可选的，步骤s5中，待一个区域压裂抽采后，根据抽采情况确定在两个压裂钻孔施工瓦斯抽采孔的数量。
19.可选的，压裂油管长度不超过5km。
20.本发明的有益效果在于：
21.本发明提供了一种地面与井下相结合的瓦斯抽采方法，实现井下煤层提前抽采，缩短抽采达标时间，能有效利用地面压裂能力完成井下煤层的区域增透，解决了由于压裂泵能力、空间等限制无法进行大排量携砂增透的问题，实现抽采煤层瓦斯的目的。
22.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
23.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
24.图1为本发明的平面图；
25.图2为本发明的剖面图。
26.附图标记：集中大巷1、地面井2、覆岩3、煤层4、压裂钻孔5、压裂油管6、地表7、压裂泵组8、底板9。
具体实施方式
27.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
29.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
30.请参阅图1～图2，为一种地面压裂井下煤层增透抽采瓦斯的方法，具体包括以下步骤。
31.(1)确定地面井2的位置
32.根据煤矿采区布置、开拓巷道准备情况，选取采区或几个采区中部区域的集中大巷1内布置地面井2。煤矿采区沿地表7向内分别为覆岩3、煤层4、集中大巷1及底板9。
33.(2)确定井下煤层4压裂的区域，并完成压裂钻孔5设计
34.根据地面井2的位置，向各个采区连接压裂油管6。按压裂钻孔5间距不小于50m进行设计，根据煤层4的破裂压力确定压裂压力，而由于压裂的位置不同，需要根据压力损失确定地面压力。压裂油管6由设置在地表7(地面井2外部)的压裂泵组8提供压裂力。
35.(3)施工地面井2，采用压裂油管6从地面井2连接至压裂钻孔5内
36.要求地面井2套管内直径不小于120mm；
37.要求压裂油管6能抵抗压力不小于50mpa；
38.要求两根压裂油管6连接经过测试不漏；
39.(4)通过地面压裂泵组8对井下压裂钻孔5进行携砂压裂增透
40.要求压裂排量不低于4m3/min。
41.要求携砂量占压裂液量不低于1/30；
42.要求孔底压裂大于煤体破裂压力；
43.要求覆岩3压裂油管6与裸壁间进行水泥砂浆封固，封固候凝时间不低于48小时。
44.(5)增透后进行保压，然后进行排水，再进行压裂孔抽采，最后在两个压裂之间施工钻孔进行瓦斯抽采
45.要求保压时间不低于3天；
46.要求排水后接抽，采用井下负压进行抽采；
47.待一个区域压裂抽采后，根据抽采情况确定在两个压裂之间施工瓦斯抽采孔的数量。
48.(6)按照上述方法，连接压裂油管6可对其他区域进行压裂增透及抽采。
49.待一个区域压裂抽采后，进行其他区域压裂增及抽采；
50.考虑压裂损失影响，井下压裂油管6长度不宜超过5km。
51.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。