CN103696801A - 一种测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法 - Google Patents

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张树川
刘泽功
戴广龙
李经国
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Abstract

一种准确测定地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法，适用于测试地面钻井抽采上部被保护层采动区卸压瓦斯抽采半径。通过适宜巷道向被保护卸压煤层打钻孔，钻孔终孔穿过上部被保护层煤层顶板一定距离，在施工钻孔中释放示踪剂，同时在相应考察的地面钻井口采样并分析。此方法工艺简单，操作方便，成本低，通过该方法能高效、准确测定出地面钻井抽采卸压瓦斯范围，为在保护层工作面开采被保护层受采动影响卸压区域地面钻井布置数量及钻井间距等工程提供依据。

Description

一种测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法
技术领域
本发明涉及一种测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法，尤其适用于测试地面钻井抽采上部被保护层采动区卸压瓦斯抽采范围。
背景技术
瓦斯灾害尤其煤与瓦斯突出灾害防治在我国井工开采煤矿占有极其重要的地位，保护层开采是防治煤与瓦斯突出灾害最行之有效的区域性措施。为提高保护效果，通常在保护层开采的同时结合利用钻孔抽采被保护层的卸压瓦斯，钻孔抽采分为地面钻孔和井下钻孔两类。
世界上主要产煤国包括美国、加拿大、澳大利亚和德国等利用地面钻井开采煤层气，取得的效果显著。我国煤层气资源极其丰富，居世界第三，但由于我国煤层气储层普遍具有煤储层渗透率低、煤层地应力梯度分布不均和煤储层普遍欠压等三个特点。在20世纪70年代，在白沙、抚顺、焦作、阳泉等矿区打了40多个地面钻孔，并实施钻孔水力压裂等措施抽放瓦斯，取得了一些经验，但产气效果不理想，抽气成本高。自20世纪80年代以来，国家在煤层气管理、产业政策、资源综合利用、价格政策、对外合作勘探等方面先后制定并实施了一系列措施和优惠政策，扶持和鼓励煤层气产业的发展。1992年，联合国开发计划署资助我国开发煤层气，同时在开滦、铁法、松藻进行示范性地面和井下开发煤层气试验，其中铁法试验了3个地面钻孔抽采空区瓦斯，两年半时间内，共产气307155万m3；晋城矿区煤层裂隙发育、渗透性好、可抽采性好，从1995年开始进行地面煤层气开发，形成规模并实现了商业化产销用体系。近年来在我国淮南、淮北、阳泉、平顶山等很多矿区进行了地面钻井抽采卸压瓦斯试验技术研究，取得了一定的成功。
地面钻井具有抽采范围大、抽采周期长和抽采钻井可以实现一井多用（抽采原始煤层、采动卸压和采空区瓦斯）等优点，其与井下钻孔抽采卸压瓦斯技术相比较更安全、经济和高效等。目前地面钻井抽采卸压瓦斯关键技术包括钻井结构设计、抽采负压和相邻钻井间距等，其中准确测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围是合理确定地面钻井布置数量和钻井间距的依据。
发明内容
本发明提供一种准确测定地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法。
在保护层开采结合地面钻井抽采卸压瓦斯试验区域保护层开采工作面机巷或风巷或井下其他适宜巷道打钻孔，穿过上部被保护层煤层顶板0.5m以上；在施工钻孔中释放一定量的示踪剂SF6气体；同时在相应考察的地面钻井口处采集气样，然后送到实验室利用高精度气相色谱仪分析所采集气样气体成分。当地面钻井口采集气样检测出释放的示踪剂SF6气体且示踪剂SF6气体浓度呈现一定的变化规律，说明地面钻井抽采范围不小于在被保护层中施工钻孔终孔点和地面钻井开孔点的水平投影直线距离。
有益效果：本发明适用于测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围。准确测定地面钻井抽采卸压瓦斯范围，为在保护层工作面开采被保护层受采动影响卸压区域地面钻井布置数量及地面钻井两两间距等提供有力依据。此方法工艺简单，操作方便，成本低，具有广泛的实用性。
附图说明
附图是本方法测试地面钻井抽采范围的示意图。
图中：地面钻井-1，释放孔-2，被保护煤层-3，保护层-4，工作面-5，采空区-6。
具体实施方式
本发明测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法：在保护层开采结合地面钻井抽采卸压瓦斯试验区域，下部保护层4推过地面钻井1一定距离后，地面钻井1位于采空区6中，在保护层开采工作面5机巷或风巷或井下其他适宜巷道内选取一合适地点向地面钻井方向打释放孔2，穿过上部被保护层煤层3顶板0.5m以上，且释放孔2在被保护层中终孔点与保护层工作面5水平投影直线距离大于保护层工作面顶板来压步距，然后全程下套管并注水泥沙浆封孔，封孔深度不小于20m，套管穿过上部被保护层煤层段为筛管，其余段为实管；在施工钻孔中利用示踪剂SF6气体释放装置释放一定量的示踪剂SF6气体；同时在相应被考察的地面钻井1口处利用抽气筒每10分钟采集地面钻井1抽采被保护层3卸压瓦斯的混合气体一次，注入采样袋中并密封，采样袋中写明采样日期时间、采样地点和采样人等具体事项，连续不间断取样三天，采样现场交接班；采集8小时气样后，将所采集气样送到实验室利用高精度气相色谱仪分析所采集气样气体成分。当地面钻井口采集气样检测出释放的示踪剂SF6气体且示踪剂SF6气体浓度呈现一定的变化规律，说明地面钻井抽采范围不小于在被保护层中施工钻孔终孔点和地面钻井开孔点的水平投影直线距离。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (3)

1.一种测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法，在保护层开采结合地面钻井抽采卸压瓦斯试验区域，下部保护层4推过地面钻井1一定距离后，在保护层开采工作面5机巷或风巷或井下其他适宜巷道内选取地点向地面钻井方向打释放孔2；在施工钻孔中利用示踪气体释放装置释放一定量的示踪气体；在相应被考察的地面钻井1口处采集气样并将所采集气样送到实验室利用高精度气相色谱仪分析所采集气样气体成分。
2.根据权利要求1所述的一种测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法，其特征在于：所述的释放孔2穿过上部被保护层煤层3顶板或底板0.5m以上，在被保护层中终孔点与保护层工作面5水平投影直线距离大于保护层工作面顶板来压步距，然后全程下套管并注水泥沙浆封孔，封孔深度不小于20m，套管穿过上部被保护层煤层段为筛管，其余段为实管。
3.根据权利要求1所述的一种测试地面钻井抽采卸压瓦斯范围的方法，其特征在于：所述的示踪剂为SF6气体。
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