[發明專利]煤礦井上下聯合抽采煤層氣的方法

有效

• 申請號: 201010252149.0
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN101915083A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 李國彪;李海貴;張海軍;付峻青;王德璋
• 申請（專利權）人: 山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21F7/00
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所 14100
• 代理人: 鄭晉周

技術領域

本發明涉及一種煤層氣開采技術，具體為一種煤礦井上下聯合抽采煤層氣的方法。

背景技術

井下鉆孔抽采是煤礦瓦斯治理和消除煤與瓦斯突出的主要措施之一，通過抽采降低煤層瓦斯含量，減少礦井回采時的瓦斯涌出量和降低煤與瓦斯突出的危險性。目前對煤層氣的處理有兩種辦法，一種是在含有高濃度瓦斯的煤田區域地面打井，然后通過注水壓裂，增加煤層的裂隙，并把瓦斯排出，再通過井管將瓦斯導出；但是在很多情況下僅采用地面鉆井壓裂范圍有限，鉆井抽采量低，抽采時間長。另一種辦法就是在井下的巷道內，利用鉆機定向打出若干鉆孔來釋放瓦斯，并通過管道收集。但對于透氣性較差的煤層，在井下直接進行鉆孔抽采，效果較差。目前提高煤層透氣性的方法有多種，諸如，井下水力壓裂、水力割縫等方法，但效果均不明顯。當前較為有效的方法是開采保護層，通過開采保護層可以提高被保護層的透氣性，對提高瓦斯抽采效果明顯，但在某些區域，保護層的煤層較薄、煤質差，不具備開采的條件或經濟價值，同時由于很多礦井不具備開采保護層的條件，因此該方法具有局限性。

在實踐生產中，也有將兩種措施結合使用的情形，以達到提高瓦斯抽放的效果，但是實際狀況是，地上鉆井和地下鉆孔抽放還是各自獨立工作，沒有產生協同效果。

發明內容

本發明為了解決地面鉆井抽放和煤層中鉆孔抽放瓦斯效果差的問題而提供了一種地面鉆井與井下鉆孔聯合抽采煤層氣的方法。

本發明是由以下技術方案實現的，一種煤礦井上下聯合抽采煤層氣的方法，包括在地面施工抽采鉆井、在煤層中施工井下定向長鉆孔，使所述的抽采鉆井和井下定向長鉆孔交聯貫通，然后對煤層中的井下定向長鉆孔進行有效封孔，然后利用地面的壓裂設備通過抽采鉆井對地面鉆進的抽放區域和煤層的長鉆孔抽放區域進行壓裂處理，然后再進行抽采。

與現有抽采技術相比，本發明所述的技術具有以下優點：

1、提高了煤層氣抽采速度和效率

地面壓裂井下抽采的意義首先表現為煤層氣的快速高效抽采。由于地面壓裂井的壓裂使得長鉆孔相當于進行了全孔壓裂作業，煤儲層是一裂縫型儲層，在原始條件下煤層中存在大量的裂縫，這些裂縫或者局部閉合或者局部充填，連通能力有限，經過壓裂施工，在垂直井兩側產生了導流能力很高的裂縫，相對于煤層中原有的裂縫，壓裂縫的導流能力很高，而且具有很好的連同性，儲層中的氣體可以改變流動方式，以更快的速度流向井筒，大大提高了產出效率。井下長鉆孔又將這些流動高速通道聯系在一起，成為更加通暢的流動通道。因此，控制范圍內煤儲層的導流能力大大提高，在負壓抽采時，氣體的流動阻力大大降低，因此抽采速度可以有極大的提高。多個垂直井的壓裂縫與長鉆孔可以有效地溝通，使得長鉆孔發的抽采影響范圍極大的提高，可以用較少的鉆孔高效地抽采煤層氣。

2、縮短煤層氣抽采工程的建設周期

地面壓裂與井下抽采聯動煤層氣抽采技術的意義還表現為抽采工程的建設周期的大大縮短。首先是鉆孔工作量的減少。一般情況下，長鉆孔的孔間距為30-50m，使用地面壓裂與井下抽采聯動煤層氣抽采技術后，由于系統的控制范圍大大增加，可以將井下長鉆孔的間距增大到100米，甚至更大。從而井下長鉆孔施工作業量將減少至少一半，鉆業時間也將至少縮短為原來的一半，同時還減少了至少一次搬家和校正孔位的時間。第二是煤層氣集輸系統的節省。利用原有的煤層氣地面/井下技術系統，可以節省再建一套集輸系統的時間。因此地面壓裂與井下抽采聯動煤層氣抽采技術可以節省建設時間，大大縮短煤層氣抽采工程的建設周期。

總之由于鉆孔工程量、搬家次數的減少、抽采效率的提高和氣體集輸系統的高效利用，在大大縮短抽采時間的同時，可以節約大量的工程投入，減少人力、物力和財力的使用。

附圖說明

圖1為本發明的井孔及鉆孔布置示意圖

圖2為圖1的俯視圖

圖3為圖1的側視圖

圖中：1-煤層、2，3，4-抽采鉆井、5-非煤層、6-巷道、7，8-定向長鉆孔

具體實施方式