CN103174453A - 一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法 - Google Patents

一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103174453A
CN103174453A CN201310101980XA CN201310101980A CN103174453A CN 103174453 A CN103174453 A CN 103174453A CN 201310101980X A CN201310101980X A CN 201310101980XA CN 201310101980 A CN201310101980 A CN 201310101980A CN 103174453 A CN103174453 A CN 103174453A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coal seam
coal
perforating gun
hydraulic fracturing
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310101980XA
Other languages
English (en)
Inventor
葛兆龙
梅绪东
卢义玉
夏彬伟
孙大发
陈久福
龙建明
李文树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN201310101980XA priority Critical patent/CN103174453A/zh
Publication of CN103174453A publication Critical patent/CN103174453A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

本发明公开了一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法，适用于在松软低透气性煤层群分层增透作业。包括如下步骤：（1）打一个穿过所有煤层的水力压裂钻孔；（2）在孔内安装煤层水力压裂套管，然后采用水泥浆固孔至孔底；（3）采用胶囊封孔的方式封至待压裂煤层的顶板，然后通过高压密封钻杆将专用射孔枪送至孔内待压裂煤层；（4）校准射孔枪的位置，对准待压裂煤层，通过高压密封钻杆将射孔液泵至射孔枪将套管和水泥环射穿，在煤层中形成射孔孔眼；（5）将射孔枪及高压密封钻杆从套管内取出；（6）在套管内通入高压水对射孔孔眼处的煤层进行水力压裂；（7）完成一个煤层的压裂后，重复（3）~（6），对下一煤层进行水力压裂，直至将全部煤层压裂为止。使用本发明即可实现煤层群分层有效的卸压增透，其方法简单、效果好、成本低。

Description

一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法，属于煤矿井下区域瓦斯治理技术领域，尤其适用于煤层群的卸压增透。 
背景技术
瓦斯抽采是防止瓦斯灾害、实现瓦斯综合利用的重要手段，但对于低透气性煤层，瓦斯渗透率低，现有技术的抽采率不能满足瓦斯灾害治理及综合利用的要求。故开发一种经济高效的瓦斯抽采技术，实现低透气性煤层瓦斯高效抽采势在必行。水力压裂正是为了满足这一生产需求而诞生的一种集区域和局部瓦斯治理为一体的一种新工艺。该工艺是将地面煤层气开发的常规工艺移植到煤矿井下，实现在未卸压的煤层中增透，达到提高抽采效率、缩短抽采时间的目的。
目前，煤矿井下单一煤层的水力压裂工艺是将压裂管送至待压裂煤层，用水泥砂浆等封孔材料或封孔器封至待压裂煤层底板，封孔完成后，通过压裂管与水力压裂设备连接，即可进行煤层压裂施工。该单一煤层水力压裂技术施工简单，瓦斯抽采效果良好等优点，尤其适用于高瓦斯高地应力单一煤层；但对于多煤层甚至煤层群来说，应用单一煤层的水力压裂技术只能对某一煤层或者某几层进行合层压裂，这就导致对该区域的煤层群卸压不充分，增透效果差，甚至达不到效果，同时施工效率也很低。因此开发多煤层分层水力压裂技术成为迫在眉睫的工作，国内外很多学者对地面煤层气井多煤层分层水力压裂技术做了相关的研究工作，但对于煤矿井下多煤层分层水力压裂技术研究较少。
由此，调研、借鉴石油行业当前的水力压裂情况，提出一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法，以克服现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是克服单一煤层水力压裂技术对多煤层卸压增透的不足之处，提高多煤层的瓦斯抽采效果，提供一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法，能够在保持钻孔数量不变的情况下，对所有需要水力压裂的煤层进行卸压增透，同时，效果明显、成本低、施工效率高。
为此，本发明所提供的一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法，对煤层群进行分层水力压裂，其步骤如下： 
（1）从巷帮向煤层群打一个穿过所有煤层的穿层钻孔；
（2）在穿层钻孔内安装煤层水力压裂套管，然后采用水泥浆固孔至孔底；
（3）利用封孔器采用胶囊封孔的方式封至待压裂煤层的顶板，将高压密封钻杆与射孔枪相连接，然后通过高压密封钻杆将射孔枪送至孔内待压裂煤层处；
（4）校准射孔枪的位置，使其对准待压裂煤层，通过高压密封钻杆将射孔液泵至射孔枪内，通过射孔枪的喷嘴形成的高速磨料射流，将待压裂煤层处的套管和水泥环射穿，在待压裂煤层中形成一个射孔孔眼；
(5) 射孔完成后，将射孔枪及高压密封钻杆从套管内取出；
（6）将套管与水力压裂设备连接，在套管内通入高压水对射孔孔眼处的煤层进行水力压裂；
（7） 完成一个煤层的压裂后，重复上述步骤（3）~（6），直至将所有煤层压裂完毕。
上述的煤矿井下多煤层分层水力压裂方法中，所述射孔枪侧壁上设有至少两个喷嘴；
上述的煤矿井下多煤层分层水力压裂方法中，所述的射孔枪上设有若干扶正器。
本发明具有如下有益效果：由于采用了上述技术方案，解决了现有单一煤层水力压裂技术对煤层群卸压增透的不足与缺陷，能够方便快速的实现煤层群的大面积分层卸压，该技术卸压效果明显、成功率高、成本低、工作量小。很好的满足煤矿现场瓦斯抽采的要求。
附图说明
图1为本发明的煤矿井下多煤层分层水力压裂方法射孔第一煤层实施示意图。
图2为完成第一煤层压裂后射孔第二煤层实施示意图。 
图中各标记如下：1—煤层，2—穿层钻孔，3—套管，4—水泥环，5—高压密封钻杆，6—射孔枪，7—封孔器，8—射孔孔眼，9—压裂裂缝。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
图1是本发明的一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法，对第一煤层进行射孔实施示意图；具体操作步骤如下：
（1）从巷帮向煤层群打一个穿过所有煤层1的穿层钻孔2；
（2）在穿层钻孔内安装煤层水力压裂套管3，然后采用水泥浆固孔至穿层钻孔2孔底； 
（3）利用封孔器5采用胶囊封孔的方式封至待压裂煤层的顶板，将高压密封钻杆6与射孔枪7相连接，通过高压密封钻杆6将射孔枪7送至穿层钻孔2内待压裂煤层处；
（4）校准射孔枪7的位置，使其对准待压裂煤层，通过高压密封钻杆6将射孔液泵至射孔枪7内，通过射孔枪7的喷嘴形成的高速磨料射流，将待压裂煤层处的套管3和水泥环4射穿，在待压裂煤层中形成射孔孔眼8；
（5）射孔完成后，将射孔枪7及高压密封钻杆6从套管3内取出；
（6）将套管3与水力压裂设备连接，在套管3内通入高压水对射孔孔眼8处的煤层进行水力压裂，使射孔孔眼破裂延伸形成裂缝9；
图2是完成第一煤层水力压裂后，对第二煤层进行射孔实施示意图；压裂完第一煤层后，重复上述封孔、射孔及压裂过程，直至将所有煤层压裂完毕。

Claims (3)

1.一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）从巷帮向煤层群打一个穿过所有煤层（1）的穿层钻孔（2）；
（2）在穿层钻孔（2）内安装煤层水力压裂套管（3），然后采用水泥浆固孔至穿层钻孔（2）孔底； 
（3）利用封孔器（5）采用胶囊封孔的方式封至待压裂煤层的顶板，将高压密封钻杆（6）与射孔枪（7）相连接，通过高压密封钻杆（6）将射孔枪（7）送至孔内待压裂煤层处；
（4）校准射孔枪（7）的位置，使其对准待压裂煤层，通过高压密封钻杆（6）将射孔液泵至射孔枪（7）内，通过射孔枪（7）的喷嘴形成的高速磨料射流，将待压裂煤层处的套管（3）和水泥浆形成的水泥环（4）射穿，在待压裂煤层中形成射孔孔眼（8）；
（5）射孔完成后，将射孔枪（7）及高压密封钻杆（6）从套管（3）内取出；
（6）将套管（3）与水力压裂设备连接，在套管（3）内通入高压水对射孔孔眼（8）处的待压裂煤层进行水力压裂，使射孔孔眼破裂延伸形成裂缝（9）；
（7）完成一个煤层的压裂后，重复上述步骤（3）~（6），直至将所有煤层压裂完毕。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的射孔枪（7）的侧壁上设有至少两个喷嘴。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的射孔枪（7）上设有若干扶正器。
CN201310101980XA 2013-03-28 2013-03-28 一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法 Pending CN103174453A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310101980XA CN103174453A (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310101980XA CN103174453A (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103174453A true CN103174453A (zh) 2013-06-26

Family

ID=48634586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310101980XA Pending CN103174453A (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103174453A (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103883303A (zh) * 2014-04-23 2014-06-25 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 一种煤矿井下定向喷射压裂开采煤层气的方法
CN103912304A (zh) * 2014-04-23 2014-07-09 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 一种松软煤层本层瓦斯抽采方法
CN103939077A (zh) * 2014-05-04 2014-07-23 山东科技大学 一种高应力低孔隙率煤层射孔压裂增透方法
CN104088619A (zh) * 2014-06-26 2014-10-08 新奥气化采煤有限公司 增加煤层上方岩层强度的方法及地下气化建炉方法
CN104131832A (zh) * 2014-07-14 2014-11-05 中国矿业大学 一种高瓦斯煤层冲割压抽一体化的卸压增透瓦斯抽采方法
CN104453803A (zh) * 2014-09-30 2015-03-25 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心 一种复合煤成气藏多层合采方法及结构
CN104594849A (zh) * 2014-12-05 2015-05-06 新汶矿业集团有限责任公司华丰煤矿 一种用于消除高地应力的方法
CN104806217A (zh) * 2015-03-20 2015-07-29 河南理工大学 煤层群井地联合分层压裂分组合层排采方法
CN105156085A (zh) * 2015-09-11 2015-12-16 重庆大学 煤矿井下煤层树状钻孔复合压裂均匀增透的方法
CN105239984A (zh) * 2015-10-14 2016-01-13 重庆交通大学 一种煤矿井下压裂裂缝扩展控制方法
CN106121614A (zh) * 2016-08-19 2016-11-16 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置及方法
CN106321025A (zh) * 2016-10-28 2017-01-11 中国矿业大学(北京) 一种煤与油气绿色协调开采系统及应用方法
CN106337676A (zh) * 2015-07-07 2017-01-18 中国石油天然气股份有限公司 一种煤层气储层的压裂方法
CN107476783A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油天然气股份有限公司 一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法
CN108678804A (zh) * 2018-07-03 2018-10-19 安徽理工大学 一种水力射孔无人抽采瓦斯方法
CN109488256A (zh) * 2018-12-03 2019-03-19 重庆大学 一种用于多煤层地面直井煤层气开采的试验开采管
CN109555481A (zh) * 2018-10-26 2019-04-02 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 水力冲孔钻孔三级破煤防堵孔装置及方法
CN110926954A (zh) * 2019-12-16 2020-03-27 重庆大学 一种真三轴条件下分段水力压裂试验装置和试验方法
CN110953013A (zh) * 2019-12-05 2020-04-03 中煤科工集团西安研究院有限公司 松软煤层可控射流冲孔卸压增透装置及其方法
WO2020151207A1 (zh) * 2019-01-25 2020-07-30 安徽理工大学 一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法
CN114934763A (zh) * 2022-04-29 2022-08-23 中煤科工集团重庆研究院有限公司 弱冲击特厚煤层卸压装置及卸压方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050121196A1 (en) * 2003-12-04 2005-06-09 East Loyd E.Jr. Method of optimizing production of gas from vertical wells in coal seams
CN101403314A (zh) * 2008-11-18 2009-04-08 河南理工大学 煤矿井下钻孔水力压裂增透抽采瓦斯工艺
CN102678167A (zh) * 2012-06-11 2012-09-19 中国矿业大学 近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法
CN102704905A (zh) * 2012-06-11 2012-10-03 煤炭科学研究总院沈阳研究院 分段水力压裂煤层卸压装置及卸压方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050121196A1 (en) * 2003-12-04 2005-06-09 East Loyd E.Jr. Method of optimizing production of gas from vertical wells in coal seams
CN101403314A (zh) * 2008-11-18 2009-04-08 河南理工大学 煤矿井下钻孔水力压裂增透抽采瓦斯工艺
CN102678167A (zh) * 2012-06-11 2012-09-19 中国矿业大学 近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法
CN102704905A (zh) * 2012-06-11 2012-10-03 煤炭科学研究总院沈阳研究院 分段水力压裂煤层卸压装置及卸压方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张怀文等: "煤层气开采工艺技术", 《新疆石油科技》, vol. 20, no. 4, 15 December 2010 (2010-12-15) *
李大民等: "浅论地面钻孔开采煤层甲烷的完井方法", 《中国煤田地质》, vol. 7, no. 2, 30 June 1995 (1995-06-30) *
郭鹏飞: "平煤十三矿防突技术应用实践", 《中州煤炭》, no. 12, 25 December 2009 (2009-12-25) *

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103912304A (zh) * 2014-04-23 2014-07-09 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 一种松软煤层本层瓦斯抽采方法
CN103883303A (zh) * 2014-04-23 2014-06-25 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 一种煤矿井下定向喷射压裂开采煤层气的方法
CN103939077A (zh) * 2014-05-04 2014-07-23 山东科技大学 一种高应力低孔隙率煤层射孔压裂增透方法
CN104088619A (zh) * 2014-06-26 2014-10-08 新奥气化采煤有限公司 增加煤层上方岩层强度的方法及地下气化建炉方法
CN104088619B (zh) * 2014-06-26 2017-05-24 新奥科技发展有限公司 增加煤层上方岩层强度的方法及地下气化建炉方法
CN104131832A (zh) * 2014-07-14 2014-11-05 中国矿业大学 一种高瓦斯煤层冲割压抽一体化的卸压增透瓦斯抽采方法
CN104131832B (zh) * 2014-07-14 2016-08-17 中国矿业大学 一种高瓦斯煤层冲割压抽一体化的卸压增透瓦斯抽采方法
CN104453803A (zh) * 2014-09-30 2015-03-25 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心 一种复合煤成气藏多层合采方法及结构
CN104453803B (zh) * 2014-09-30 2017-10-10 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心 一种复合煤成气藏多层合采方法及结构
CN104594849A (zh) * 2014-12-05 2015-05-06 新汶矿业集团有限责任公司华丰煤矿 一种用于消除高地应力的方法
CN104806217B (zh) * 2015-03-20 2017-03-22 河南理工大学 煤层群井地联合分层压裂分组合层排采方法
CN104806217A (zh) * 2015-03-20 2015-07-29 河南理工大学 煤层群井地联合分层压裂分组合层排采方法
CN106337676B (zh) * 2015-07-07 2019-10-11 中国石油天然气股份有限公司 一种煤层气储层的压裂方法
CN106337676A (zh) * 2015-07-07 2017-01-18 中国石油天然气股份有限公司 一种煤层气储层的压裂方法
CN105156085B (zh) * 2015-09-11 2018-02-02 重庆大学 煤矿井下煤层树状钻孔复合压裂均匀增透的方法
CN105156085A (zh) * 2015-09-11 2015-12-16 重庆大学 煤矿井下煤层树状钻孔复合压裂均匀增透的方法
CN105239984A (zh) * 2015-10-14 2016-01-13 重庆交通大学 一种煤矿井下压裂裂缝扩展控制方法
CN107476783B (zh) * 2016-06-08 2019-09-06 中国石油天然气股份有限公司 一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法
CN107476783A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油天然气股份有限公司 一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法
CN106121614A (zh) * 2016-08-19 2016-11-16 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置及方法
CN106121614B (zh) * 2016-08-19 2018-05-22 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 一种多煤层胶囊隔离分层压裂装置及方法
CN106321025A (zh) * 2016-10-28 2017-01-11 中国矿业大学(北京) 一种煤与油气绿色协调开采系统及应用方法
WO2019228042A1 (zh) * 2018-07-03 2019-12-05 安徽理工大学 一种水力射孔无人抽采瓦斯方法
CN108678804A (zh) * 2018-07-03 2018-10-19 安徽理工大学 一种水力射孔无人抽采瓦斯方法
CN108678804B (zh) * 2018-07-03 2020-06-16 安徽理工大学 一种水力射孔无人抽采瓦斯方法
CN109555481A (zh) * 2018-10-26 2019-04-02 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 水力冲孔钻孔三级破煤防堵孔装置及方法
CN109488256A (zh) * 2018-12-03 2019-03-19 重庆大学 一种用于多煤层地面直井煤层气开采的试验开采管
WO2020151207A1 (zh) * 2019-01-25 2020-07-30 安徽理工大学 一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法
CN110953013A (zh) * 2019-12-05 2020-04-03 中煤科工集团西安研究院有限公司 松软煤层可控射流冲孔卸压增透装置及其方法
CN110926954A (zh) * 2019-12-16 2020-03-27 重庆大学 一种真三轴条件下分段水力压裂试验装置和试验方法
CN114934763A (zh) * 2022-04-29 2022-08-23 中煤科工集团重庆研究院有限公司 弱冲击特厚煤层卸压装置及卸压方法
CN114934763B (zh) * 2022-04-29 2023-11-17 中煤科工集团重庆研究院有限公司 弱冲击特厚煤层卸压装置及卸压方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103174453A (zh) 一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法
CN101575983B (zh) 煤矿井下定向压裂增透消突方法及压裂增透消突装置
CN102383828B (zh) 深孔水力致裂驱赶瓦斯浅孔抽采的增透与消突方法
WO2018201706A1 (zh) 底板顺层长钻孔分段压裂高效抽放煤巷条带瓦斯及区域消突方法
CN102080526B (zh) 地面煤层顶板顺层水平压裂井抽采瓦斯方法
CN102080518B (zh) 煤层顶板复杂分支井抽采瓦斯方法
CN104481574B (zh) 一种利用高能声电复合技术提高煤层透气性的方法
CN103195468A (zh) 一种在围岩内进行高效强化抽采的系统工艺
CN102392678A (zh) 井上下联合压裂增透抽采瓦斯的方法
CN101915083A (zh) 煤矿井上下联合抽采煤层气的方法
CN102116167B (zh) 一种煤层气地面、井下立体化抽采系统
WO2015054984A1 (zh) 煤矿井下气液两相交替相驱压裂煤体强化瓦斯抽采方法
CN111594258A (zh) 一种碎软低透突出煤层以孔代巷快速抽采瓦斯达标的技术方法
CN104481578B (zh) 一种高瓦斯煤层大采高工作面瓦斯治理方法
CN105114116A (zh) 一种水热耦合压裂强化区域瓦斯抽采方法
CN102777180A (zh) 一种煤矿主动式区域性防治冲击地压的方法
CN102536240B (zh) 一种高压致裂防治冲击地压的方法
CN103883304B (zh) 一种构建气化炉通道的地下煤炭气化方法
CN104131832A (zh) 一种高瓦斯煤层冲割压抽一体化的卸压增透瓦斯抽采方法
CN105134286B (zh) L型井采空区瓦斯抽采方法
CN103982137B (zh) 一种煤矿井下水力压裂钻孔方位角设计方法
CN103147734A (zh) 煤矿井下顺煤层多段水力压裂方法
CN105804786A (zh) 一种松软煤层底板穿层钻孔压冲增透方法
CN103277129A (zh) 一种防止采煤工作面上隅角瓦斯超限技术
CN104612649A (zh) 低压低渗透储层煤层气井化学增透压裂增透增产方法及其设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130626