CN111911116B - 一种近距离煤层群l型地面井的瓦斯抽采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,属于煤矿瓦斯抽采技术领域。提供L型地面井,L型地面井包括竖直井段及水平井段,包括如下步骤:水平井段设置,在开采煤层靠近竖直井段一侧的导水裂隙带以内的近距离煤层群中的区域为抽采区,L型地面井的水平井段设置在抽采区中距离开采煤层最远的煤层中;水力喷砂射孔压裂排采,对L型地面井的水平井段进行水力喷砂射孔及水力压裂后进行排采;采动卸压瓦斯抽采,进入排采末期后,对水平井段进行全井段压裂,待采煤工作面回采至水平井段末端一定距离时,通过地面井负压抽采方式进行卸压瓦斯抽采。本发明可以进一步增加覆岩裂隙的范围,提高瓦斯的抽采效率及抽采效果。
Description
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯抽采技术领域,涉及一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法。
背景技术
煤层气俗称“瓦斯”,其主要成分是甲烷,通常与煤炭伴生,以吸附状态储存于煤层内。是很好的燃料,煤层开采时,瓦斯大量涌出会导致煤矿瓦斯事故,并造成能源浪费。采用地面L型井对瓦斯进抽采是解决瓦斯问题的一种常见方法,一般地,L型地面预抽井和采动卸压L型地面井是分开施工的,且由于煤层的透气性较差等原因,导致预抽L型井瓦斯的抽采效率及抽采效果均较差。而采动卸压L型地面井尽管能发挥抽采卸压区瓦斯的目的,但对于近距离煤层群条件布置等需要优化设计。目前,没有从技术上把L型地面预抽井和采动卸压L型地面井进行结合,从而无法发挥L型地面井的最大功效。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,能够增加近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采效率及抽采效果。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,提供L型地面井,L型地面井包括竖直井段及水平井段,包括以下步骤:水平井段设置,在开采煤层靠近竖直井段一侧的导水裂隙带以内的近距离煤层群中的区域为抽采区,L型地面井的水平井段设置在抽采区中距离开采煤层最远的煤层中;水力喷砂射孔压裂排采,对L型地面井的水平井段进行水力喷砂射孔及水力压裂,完成射孔及压裂作业后进行排采;采动卸压瓦斯抽采,进入排采末期后,采用地面压裂的方式对水平井段进行全井段压裂,待采煤工作面回采至水平井段末端时,通过地面井负压抽采方式进行卸压区域瓦斯抽采。
可选地,“水平井段设置”步骤中,近距离煤层群中设置有进风巷及回风巷,进风巷与回风巷之间的间距为工作面长度,水平井段沿进风巷的延伸方向布置在进风巷与回风巷之间,水平井段的布置区域为布井区域,布井区域距离进风巷0.2倍工作面长度,布井区域距离回风巷0.15倍工作面长度。
可选地,“水力喷砂射孔压裂排采”步骤包括以下分步骤:平行射孔,对水平井段进行水力喷砂射孔,射孔方向与煤层所在的平面平行;压裂,完成“平行射孔”后,对水平井段进行水力压裂;垂直射孔,对水平井段进行水力喷砂射孔,射孔方向与煤层所在的平面垂直。
可选地,“水力喷砂射孔压裂排采”步骤还包括以下分步骤:“垂直射孔”完成后,对水平井段进行水力压裂。
可选地,“平行射孔”步骤中,将水平井段划分为若干分井段,对若干分井段逐一进行水力喷砂射孔,分井段的长度≤80m,单一分井段内射孔数20-30个,射孔直径≥20mm。
可选地,“水力喷砂射孔压裂排采”步骤中,水力压裂的压力≥25MPa,压裂排量为10-15m3/min,压裂液总量≥300m3。
可选地,“采动卸压瓦斯抽采”步骤中,全井段压裂的压力≥5MPa,压裂排量为8-10m3/min,压裂液总量≥150m3。
可选地,“采动卸压瓦斯抽采”步骤中,采煤工作面回采至距离L型井水平井段的末端20m时采用地面井负压抽采瓦斯。
本发明的有益效果在于:L型地面井的水平井段设置在抽采区中,对水平井段进行水力喷砂射孔压裂排采后进行采动卸压抽采,喷砂射孔压裂排采后,在采动卸压抽采时可以进一步增加覆岩裂隙的范围,提高瓦斯的抽采效率及抽采效果。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作优选的详细描述,其中:
图1为近距离煤层群为一层时L型地面井的布置示意图;
图2为近距离煤层群为两层时L型地面井的布置示意图;
图3为L型地面井的布置俯视示意图。
附图标记:竖直井段1、水平井段2、开采煤层3、布井区域4、进风巷5、回风巷6。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本发明的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1~图2,为一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,采用L型地面井,L型地面井包括竖直井段1及水平井段2,包括如下步骤:
一、水平井段设置
在开采煤层3靠近竖直井段1的一侧的导水裂隙带以内的近距离煤层群中的区域为抽采区。L型地面井的水平井段2设置在抽采区中距离开采煤层3最远的煤层中。
如图3所示,近距离煤层群中设置有进风巷5及回风巷6,进风巷5与回风巷6之间的间距为工作面长度K,水平井段2沿进风巷5的延伸方向布置在进风巷5与回风巷6之间,水平井段2的布置区域为布井区域4,布井区域4距离进风巷5为0.2倍工作面长度K,布井区域4距离回风巷6为0.15倍工作面长度K。
二、水力喷砂射孔压裂排采,对L型地面井的水平井段2进行水力喷砂射孔及水力压裂,完成射孔及压裂作业后进行排采;
包括以下分步骤:
(1)平行射孔,将水平井段2划分为若干分井段,对若干分井段逐一进行水力喷砂射孔,射孔方向与煤层所在的平面平行分井段的长度≤80m,单一分井段内射孔数20个,射孔直径≥20mm。
(2)压裂,完成“平行射孔”后,对水平井段2进行水力压裂;水力压裂的压力≥25MPa,压裂排量为10-15m3/min,压裂液总量≥300m3。
(3)二次平行射孔,对上次平行射孔中未射孔的水平井段的间隙进行水力喷砂射孔,二次平行射孔的射孔之间的间距为3m。
(4)垂直射孔,对水平井段2进行水力喷砂射孔,射孔方向与煤层所在的平面垂直。向上每8m布置一个射孔。向下每4m布置1个射孔。
(5)垂直射孔完成后,对水平井段2进行水力压裂。
三、采动卸压瓦斯抽采
(1)在经6年-7年的排采后,L型地面井的水平井段2进入排采末期,将该井内和地面的排采设施全部拆除;
(2)进入排采末期后,当采煤工作面回采至距水平井段末端20m时,将井下工人撤离,设置警戒线。采用地面压裂的方式对水平井段2进行全井段压裂,全井段压裂的压力≥5MPa,压裂排量为8-10m3/min,压裂液总量≥150m3。
(3)地面井安设负压抽采系统,采煤工作面回采至距离L型井水平井段的末端20m时进行试抽,待采动卸压形成覆岩大量裂隙,地面井抽采量将逐步增加,直至稳定抽采。
最后说明的是,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,本领域的普通技术人员应当理解,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当中。
Claims (8)
1.一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,提供L型地面井,L型地面井包括竖直井段及水平井段,其特征在于,包括以下步骤:
水平井段设置,在开采煤层靠近竖直井段一侧的导水裂隙带以内的近距离煤层群中的区域为抽采区,L型地面井的水平井段设置在抽采区中距离开采煤层最远的煤层中;
水力喷砂射孔压裂排采,对L型地面井的水平井段进行水力喷砂射孔及水力压裂,完成射孔及压裂作业后进行排采;
采动卸压瓦斯抽采,进入排采末期后,采用地面压裂的方式对水平井段进行全井段压裂,待采煤工作面回采至水平井段末端时,通过地面井负压抽采方式进行卸压区域瓦斯抽采;
“水平井段设置”步骤中,近距离煤层群中设置有进风巷及回风巷,进风巷与回风巷之间的间距为工作面长度,水平井段沿进风巷的延伸方向布置在进风巷与回风巷之间,水平井段的布置区域为布井区域,布井区域距离进风巷0.2倍工作面长度,布井区域距离回风巷0.15倍工作面长度。
3.根据权利要求1所述的一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,其特征在于,“水力喷砂射孔压裂排采”步骤包括以下分步骤:
平行射孔,对水平井段进行水力喷砂射孔,射孔方向与煤层所在的平面平行;
压裂,完成“平行射孔”后,对水平井段进行水力压裂;
垂直射孔,对水平井段进行水力喷砂射孔,射孔方向与煤层所在的平面垂直。
4.根据权利要求3所述的一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,其特征在于,“水力喷砂射孔压裂排采”步骤还包括以下分步骤:“垂直射孔”完成后,对水平井段进行水力压裂。
5.根据权利要求3所述的一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,其特征在于,“平行射孔”步骤中,将水平井段划分为若干分井段,对若干分井段逐一进行水力喷砂射孔,分井段的长度≤80m,单一分井段内射孔数20-30个,射孔直径≥20mm。
6.根据权利要求1所述的一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,其特征在于:“水力喷砂射孔压裂排采”步骤中,水力压裂的压力≥25MPa,压裂排量为10-15m3/min,压裂液总量≥300m3。
7.根据权利要求1所述的一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,其特征在于:“采动卸压瓦斯抽采”步骤中,全井段压裂的压力≥5MPa,压裂排量为8-10m3/min,压裂液总量≥150m3。
8.根据权利要求1所述的一种近距离煤层群L型地面井的瓦斯抽采方法,其特征在于:“采动卸压瓦斯抽采”步骤中,采煤工作面回采至距离L型井水平井段的末端20m时采用地面井负压抽采瓦斯。
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