[發明專利]一種井上下聯合施工煤與煤層氣共采的方法

有效

• 申請號: 201210163949.4
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102678092A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 于順德;王思鵬;郭啟文;孫明闖;白新華;史小衛;姜光杰;張彥起;朱義輝
• 申請（專利權）人: 河南省煤層氣開發利用有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/26
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及一種井上下聯合施工煤與煤層氣共采的方法。

背景技術

煤層氣富集區煤炭資源豐富，同時給煤炭資源的采掘帶來了安全隱患，加之低滲、難抽煤層給礦井的安全生產帶了制約性的影響，井下煤巖體增透、消突、安全快速采掘是公認的世界性難題。由于煤巖層深孔鉆進困難，使得采掘時存在瓦斯超限、瓦斯積聚、甚至瓦斯突出等災害，即使投入大量資金，實施大量鉆孔工程仍不能滿足采掘的安全需求，況且鉆孔工程使工人直接面對瓦斯突出煤體，人身安全受到極大威脅，不符合?“不采突出頭、不掘突出面”的政策要求，造成了采掘工作面效率低、進尺少，使得采掘比例嚴重失調，影響了煤礦企業的整體部署，同時浪費了大量的潔凈能源。為解決瓦斯富集區的煤層氣抽采、煤炭資源的安全采掘，國內外煤炭科研人員進行了大量研究，先后實施了地面煤層氣井壓裂、地面裸眼井、地面井注入N₂或CO₂來驅替煤層氣，井下采用密集鉆孔、水力沖孔、水力掏槽、水力疏松、深孔松動爆破、煤層注水等改善煤儲層的強化措施，達到了一定效果，從目前效果來看在一定的區域內實現了煤炭資源安全回采、煤層氣開采，但是從總體來看，無論地面煤層氣井，或者井下煤層氣抽采均未能取得理想效果。

發明內容

本發明的目的是解決低滲難抽煤層氣富集區煤層氣、煤炭資源采掘困難的現狀，從而提供一種井上下聯合施工煤與煤層氣共采的方法，該方法能夠防治煤與瓦斯突出、實現安全快速采掘。

本發明為解決上述技術問題而提供一種井上下聯合施工煤與煤層氣共采方法，該方法的步驟如下：

1）.通過工程勘察確定低滲難抽煤層氣富集區的井位；

2）.對該井位實施煤層氣井的鉆井、固井、完井和煤儲層改造；

3）.在地面井口抽采煤層氣，使煤層氣解吸；

4）.?當地面煤層氣井抽采量縮小到一定值后，施工該煤層氣井的井下巷道壓裂孔以及井巷工程；

5）.結合地面井的影響范圍，在巷道中施工本煤層的壓裂孔，實施井下抽采煤層氣，使該煤層達到安全采掘煤炭的目的。

所述步驟2）可以通過壓裂、射孔、水力噴射、地面裸眼井、地面井注入N₂或CO₂來驅替煤層氣之類的技術完成對煤儲層進行改造。?

所述步驟?3）中在地面井口抽采煤層氣時使用的排采設備為螺桿泵或電潛泵等。

所述的步驟4）中的施工井下巷道工程是在地面井對應的影響區域進行的，并通過施工掘進、本煤層壓裂孔，井下排采煤層氣以保證巷道掘進的安全性。

本發明的有益效果是:?該方法通過在目標煤層先行施工地面煤層氣井對煤儲層進行改善，抽采煤層氣，在對煤炭資源采掘過程中利用地面煤層氣井的效果結合井下巷道工程施工井下壓裂強化抽采技術實現煤層氣資源的開采，做到抽采達標，消突目標煤層的煤與瓦斯突出危險性，最終達到先采氣后采煤的良性循環模式。

附圖說明

圖1是本發明實施例中的整體施工布置圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步說明。

本發明針對的是低滲難抽煤層氣富集區的煤層氣和煤炭資源的開采，該方法的具體步驟如下：?

1.首先在低滲難抽煤層氣富集區進行工程勘察以確定井位。

2.根據確定好的井位進行施工，實施煤層氣井的鉆井、固井、完井和煤儲層改造，例如水力壓裂、酸化技術、裸眼洞穴井、空氣造穴、N₂或CO₂壓裂等技術對煤儲層進行改良，最終完成煤層氣井A。

3.在地面井口使用排采設備如螺桿泵或電潛泵等進行煤層氣排采，盡可能的抽采煤層氣，使煤層氣解吸。?

4.在對地面煤層氣井A開采一段時間，使地面煤層氣井A抽采量縮小到一定值后，對煤層氣井A對應的影響區實施井下巷道工程，根據井下煤層氣災害程度，選擇施工掘進壓裂孔Ｂ和井下排采煤層氣以達到增透消突，保證巷道的安全掘進。

5.在巷道中施工本煤層壓裂孔Ｃ，結合地面井儲層改造作用，利用井下抽采系統實施井下抽采煤層氣，消除煤與瓦斯突出，使該煤層達到安全采掘煤炭的目的，為煤炭資源的采掘提供安全保障。

6.利用煤炭開采技術沿著巷道對經過上述步驟改造后的煤層進行開采，達到煤與煤層共采的目的。

本發明通過在目標煤層先行施工地面煤層氣井對煤儲層進行改善，抽采煤層氣，在對煤炭資源采掘過程中利用地面煤層氣井的效果結合井下巷道工程施工井下壓裂強化抽采技術實現煤層氣資源的開采，做到抽采達標，消突目標煤層的煤與瓦斯突出危險性，最終達到先采氣后采煤的良性循環模式。