近年来,河南省煤层气公司本着“以地面瓦斯治理为抓手,集成非常规油气开发技术,实现煤与煤层气产业共赢发展”的技术思路,在煤矿地面抽采区域瓦斯治理方面做了一些探索性工作,我先后带领公司煤层气开发技术骨干在鹤壁、焦作、平顶山及义马矿区开展了地面抽采区域瓦斯治理试验研究,均取得了一定成效,并积累了一些经验。具体开展了如下工作:
一、地面抽采区域先导性试验工程项目
(一)鹤壁碎裂煤地面水平井分段压裂技术
该项目针对鹤壁六矿低渗透突出软煤层特征,采用水平井水力喷砂射孔分段压裂技术进行储层改造,设计了3口U型井。HB01-1井最高日产气量达到1341.7m3/d;HB02-02井最高产气量达到3600m3/d,HB02-01井日产气量超过1000m3/d。为探索以碎裂煤、碎粒煤发育为主的矿区瓦斯治理探索一条新的路径。
(二)平顶山碎粒煤垂直井网瓦斯综合治理技术
“平煤集团十三矿瓦斯综合治理工程”是国家批准的瓦斯治理示范项目。省煤层气公司负责地面抽采工程的方案总体设计与施工组织,完成了钻完井、测试、储层改造及排采方案。根据矿井生产布局,对8口井采取了水力压裂,其他5口井采取径向水力喷射增透工艺改造。
(三)低渗高煤阶大水矿区小井网地面抽采技术
以碎裂煤、碎粒煤较发育的焦作矿区九里山矿、古汉山矿实施了10口垂直井小井网。焦作位村井田施工的地面抽采井进行压裂后,在压裂影响范围内井下采掘期间瓦斯抽采效果特别明显,单孔瓦斯抽采量达到0.07-0.1m3/min,较未压裂影响区提高10倍以上,抽采瓦斯浓度80%左右。高煤阶大水松软煤层直井实现日产气500m3/d突破,GM-002井最高日产气达到640m3/d。
(四)糜棱煤地面掏煤卸压区域消突技术
省煤层气公司负责地面抽采工程的方案总体设计与施工组织。该技术以掏煤卸压增加煤层透气性,提高瓦斯抽采率为目的。MSP02井总进尺2438米,其中煤层水平段817米。先期施工了3个分支,共计掏煤300吨,取得了阶段性的成果。该井产气量最高达到500m3/d。按照原设计方案完成30支的设计工程量,该井产气量将达到5000m3/d。
通过先导性试验表明:一是地面煤层气抽采作为区域瓦斯治理手段具有安全(人员不与突出煤层拼刺刀)、作业空间和时间基本不受限制、效果好(抽采时间长)等优点。二是地面煤层气抽采理论研究、装备水平、技术工艺日趋成熟,为地面瓦斯治理提供保障。三是地面区域瓦斯治理成本低,综合效果好。在煤层开采过后可长时间抽采采空区瓦斯,提高资源利用率。四是河南地区地面区域瓦斯治理技术的突破对于松软煤层瓦斯治理具有典型意义,技术推广应用前景广阔。
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