晋城矿区寺河井田3 号煤层经多年的煤矿开采,形成了大面积的采空区,大面积的卸压提高了下组煤(9 号、15 号)的渗透率,但由于采空区阻隔和煤层气地面预抽技术的局限,致使下组煤煤层气尚未得到有效抽采。为保证煤矿的安全生产和产能的释放,结合采空区特征,采用过采空区钻完井及压裂工艺新技术,分析施工参数及后期产能情况,评价过采空区抽采下组煤煤层气技术的应用效果。结果表明:地面钻井开发过采空区下组煤煤层气资源时,应首先进行井位优选及井身结构优化,以保证钻井的成功率;采用氮气置换套管钻井工艺及低压易漏注浆加固等穿采空区钻完井技术,不仅可以有效降低采空区煤层气自燃甚至爆炸风险,而且保证了穿采空区段固井质量;优化采空区下组煤层压裂施工参数并设计不同井位的煤层气井压裂工艺,有效扩展裂缝长度,同时也避免了“压穿”等压裂事故发生;精细化排采管控措施可以有效扩大泄流半径,提高单井产能。现场一百余口过采空区煤层气井排采实践表明,单井最高产气量达到8 832 m3/d,日均产气量达到2 694 m3,验证了过采空区抽采下组煤煤层气技术可行,可推广应用。
1 研究区概况
2 过采空区井井型设计
2.1 采空区特征
2.2 井型设计
3 过采空区井钻完井及抽采技术
3.1 氮气置换钻完井关键技术
3.2 低压易漏注浆加固技术
3.3 下组煤压裂改造技术
3.4 下组煤煤层气井排采关键技术
4 效果评价
4.1 采空区下组煤压裂效果评价
4.2 采空区下组煤渗透率
4.3 采空区下组煤煤层气产能评价
5 结论
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