[發(fā)明專利]一種煤礦井下多煤層分層水力壓裂方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310101980.X
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN103174453A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛兆龍;梅緒東;盧義玉;夏彬偉;孫大發(fā);陳久福;龍建明;李文樹
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/26;E21B43/14
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤礦井下多煤層分層水力壓裂方法，屬于煤礦井下區(qū)域瓦斯治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于煤層群的卸壓增透。?

背景技術(shù)

瓦斯抽采是防止瓦斯災(zāi)害、實現(xiàn)瓦斯綜合利用的重要手段，但對于低透氣性煤層，瓦斯?jié)B透率低，現(xiàn)有技術(shù)的抽采率不能滿足瓦斯災(zāi)害治理及綜合利用的要求。故開發(fā)一種經(jīng)濟高效的瓦斯抽采技術(shù)，實現(xiàn)低透氣性煤層瓦斯高效抽采勢在必行。水力壓裂正是為了滿足這一生產(chǎn)需求而誕生的一種集區(qū)域和局部瓦斯治理為一體的一種新工藝。該工藝是將地面煤層氣開發(fā)的常規(guī)工藝移植到煤礦井下，實現(xiàn)在未卸壓的煤層中增透，達到提高抽采效率、縮短抽采時間的目的。

目前，煤礦井下單一煤層的水力壓裂工藝是將壓裂管送至待壓裂煤層，用水泥砂漿等封孔材料或封孔器封至待壓裂煤層底板，封孔完成后，通過壓裂管與水力壓裂設(shè)備連接，即可進行煤層壓裂施工。該單一煤層水力壓裂技術(shù)施工簡單，瓦斯抽采效果良好等優(yōu)點，尤其適用于高瓦斯高地應(yīng)力單一煤層；但對于多煤層甚至煤層群來說，應(yīng)用單一煤層的水力壓裂技術(shù)只能對某一煤層或者某幾層進行合層壓裂，這就導(dǎo)致對該區(qū)域的煤層群卸壓不充分，增透效果差，甚至達不到效果，同時施工效率也很低。因此開發(fā)多煤層分層水力壓裂技術(shù)成為迫在眉睫的工作，國內(nèi)外很多學(xué)者對地面煤層氣井多煤層分層水力壓裂技術(shù)做了相關(guān)的研究工作，但對于煤礦井下多煤層分層水力壓裂技術(shù)研究較少。

由此，調(diào)研、借鑒石油行業(yè)當前的水力壓裂情況，提出一種煤礦井下多煤層分層水力壓裂方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服單一煤層水力壓裂技術(shù)對多煤層卸壓增透的不足之處，提高多煤層的瓦斯抽采效果，提供一種煤礦井下多煤層分層水力壓裂方法，能夠在保持鉆孔數(shù)量不變的情況下，對所有需要水力壓裂的煤層進行卸壓增透，同時，效果明顯、成本低、施工效率高。

為此，本發(fā)明所提供的一種煤礦井下多煤層分層水力壓裂方法，對煤層群進行分層水力壓裂，其步驟如下：?

（1）從巷幫向煤層群打一個穿過所有煤層的穿層鉆孔；

（2）在穿層鉆孔內(nèi)安裝煤層水力壓裂套管，然后采用水泥漿固孔至孔底；

（3）利用封孔器采用膠囊封孔的方式封至待壓裂煤層的頂板，將高壓密封鉆桿與射孔槍相連接，然后通過高壓密封鉆桿將射孔槍送至孔內(nèi)待壓裂煤層處；

（4）校準射孔槍的位置，使其對準待壓裂煤層，通過高壓密封鉆桿將射孔液泵至射孔槍內(nèi)，通過射孔槍的噴嘴形成的高速磨料射流，將待壓裂煤層處的套管和水泥環(huán)射穿，在待壓裂煤層中形成一個射孔孔眼；

(5)?射孔完成后，將射孔槍及高壓密封鉆桿從套管內(nèi)取出；

（6）將套管與水力壓裂設(shè)備連接，在套管內(nèi)通入高壓水對射孔孔眼處的煤層進行水力壓裂；

（7）?完成一個煤層的壓裂后，重復(fù)上述步驟（3）~（6），直至將所有煤層壓裂完畢。

上述的煤礦井下多煤層分層水力壓裂方法中，所述射孔槍側(cè)壁上設(shè)有至少兩個噴嘴；

上述的煤礦井下多煤層分層水力壓裂方法中，所述的射孔槍上設(shè)有若干扶正器。

本發(fā)明具有如下有益效果：由于采用了上述技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有單一煤層水力壓裂技術(shù)對煤層群卸壓增透的不足與缺陷，能夠方便快速的實現(xiàn)煤層群的大面積分層卸壓，該技術(shù)卸壓效果明顯、成功率高、成本低、工作量小。很好的滿足煤礦現(xiàn)場瓦斯抽采的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的煤礦井下多煤層分層水力壓裂方法射孔第一煤層實施示意圖。

圖2為完成第一煤層壓裂后射孔第二煤層實施示意圖。?

圖中各標記如下：1—煤層，2—穿層鉆孔，3—套管，4—水泥環(huán)，5—高壓密封鉆桿，6—射孔槍，7—封孔器，8—射孔孔眼，9—壓裂裂縫。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述：

圖1是本發(fā)明的一種煤礦井下多煤層分層水力壓裂方法，對第一煤層進行射孔實施示意圖；具體操作步驟如下：

（1）從巷幫向煤層群打一個穿過所有煤層1的穿層鉆孔2；

（2）在穿層鉆孔內(nèi)安裝煤層水力壓裂套管3，然后采用水泥漿固孔至穿層鉆孔2孔底；?

（3）利用封孔器5采用膠囊封孔的方式封至待壓裂煤層的頂板，將高壓密封鉆桿6與射孔槍7相連接，通過高壓密封鉆桿6將射孔槍7送至穿層鉆孔2內(nèi)待壓裂煤層處；

（4）校準射孔槍7的位置，使其對準待壓裂煤層，通過高壓密封鉆桿6將射孔液泵至射孔槍7內(nèi)，通過射孔槍7的噴嘴形成的高速磨料射流，將待壓裂煤層處的套管3和水泥環(huán)4射穿，在待壓裂煤層中形成射孔孔眼8；