郭 峰

(中国平煤神马能源化工集团有限责任公司综合办公室,河南省平顶山市,467000)

低透气突出煤层水力压裂增透技术应用研究

郭 峰

(中国平煤神马能源化工集团有限责任公司综合办公室,河南省平顶山市,467000)

针对低透气性突出煤层瓦斯难以抽采的问题,在压裂机理研究的基础上,提出定向水力压裂增透技术并对影响裂隙定向扩展的因素进行分析。将该技术应用于平顶山矿区现场试验,结果表明,水力压裂前平均百米钻孔瓦斯流量为8.15×10-4m3/min,压裂后10 d内流量达到2.241×10-2m3/min,是压裂前的27.5倍,该技术对低透气性突出煤层起到均匀卸压作用,消除了煤与瓦斯突出危险性。

低透气煤层 突出煤层 水力压裂 瓦斯抽放

1 煤层水力压裂工艺

1.1 定向压裂技术研究

在井下水力压裂试验中,为控制煤体裂缝起裂、扩张的随机性,根据钻孔沿各层理弱面扩展机理的分析,研究开发了高压脉冲水射流割缝装置,形成了煤层“割缝-压裂”新技术,即通过在煤层中人工造缝,增加和改变煤层层理弱面方向,控制压裂裂缝发展实现定向压裂。现场试验中采用高压脉冲水射流割缝方式,在与煤层主裂隙垂直方向制造新裂隙,而后进行高压水力压裂,使煤层裂隙均匀发展,达到煤层定向压裂和整体卸压的目的。定向压裂作用下煤层裂隙网分布如图1所示。

图1 定向压裂作用下煤层裂隙网分布

压裂作用下煤层裂缝的扩展与煤的物理力学特性、断裂面和裂隙的分布、煤岩交界面状况等因素有关。……