Technical system and engineering practice of coal seam permeability improvement through underground directional long borehole hydraulic fracturing
CHEN Dongdong SUN Siqing ZHANG Jian ZHAO Jizhan ZHENG Kaige JIA Bingyi
低渗煤层区域超前增透是实现瓦斯区域超前高效抽采的技术支撑。针对定向长钻孔水力压裂面临的泵注能力不足和压裂不均衡问题,研发了煤矿井下快速、定点、分段与可重复的水力压裂孔内装备,实现了煤矿井下水力压裂由传统的点式压裂向区域压裂的转变。结合不同煤(岩)层定向长钻孔布孔方式,提出并形成了碎软煤层顶(底)板梳状孔整体/分段、中硬煤层穿层定向孔顺煤层整体及硬煤层顺层定向长钻孔整体/分段水力压裂煤层增透技术体系。以韩城矿区碎软煤层、黄陵矿区中硬煤层和焦作矿区硬厚煤层为研究对象进行工程实践。结果表明:韩城矿区碎软煤层顶板梳状主孔588m、分4段压裂,最大封隔深度467.81m,水力压裂半径39.6m,钻孔瓦斯抽采量是常规钻孔的4.8倍;黄陵矿区中硬煤层主孔深度240~285m、压裂段长度117~216m(5孔),压裂影响半径最小36m,钻孔瓦斯平均抽采量是未压裂钻孔的4.0倍;赵固二矿顺层主孔深度605m、封隔深度385.73m、压裂段长220m,水力压裂影响半径33m,钻孔瓦斯抽采量是常规钻孔的2.3倍。井下定向长钻孔水力压裂技术融合了定向长钻孔瓦斯高效抽采及水力压裂强化抽采技术的优势,实现了大区域煤层增透与瓦斯超前强化预抽。
directional long borehole; staged fracturing; coal seam enhancement; gas drainage;
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会