[發明專利]低透氣煤層群井上下聯合煤與煤層氣共采方法

有效

• 申請號: 201911385524.6
• 申請日: 2019-12-29
• 公開（公告）號: CN111042791B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 張江華;李兵;張永成;徐云;張為
• 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;E21C41/18
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

1.一種低透氣煤層群井上下聯合煤與煤層氣共采方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）開采保護層，開采保護層時，結合井下巷道通風系統，利用地面采動井進行煤層氣負壓抽采；采動井布置在距離回風巷40-50m范圍內，采動井之間的距離控制在80-200m范圍內；根據煤層瓦斯含量和瓦斯超限頻率設置采動井到回風巷的距離及井距；

（2）工作面回采形成采空區后，如果采動井井身結構未發生破壞，則利用采動井對采空區煤層氣進行負壓抽采，如果采動井井身結構因破壞嚴重不能繼續抽采，則對采動井進行封堵，在采空區鉆進采空區井；

（3）保護層開采完后，利用穿越煤柱井和穿越采空區井，對臨近卸壓層進行地面瓦斯抽采；

（4）選擇煤層氣含量最先降至8m³/t以下的臨近卸壓層進行煤炭開采，對穿越煤柱井和穿越采空區井進行封井；開采過程中繼續采用采動井和采空區井進行煤層氣抽采。

2.根據權利要求1所述的低透氣煤層群井上下聯合煤與煤層氣共采方法，其特征在于，所述采動井鉆井整體結構為三次鉆進設計，一開鉆井終孔位置鉆過風化帶巖層至基巖以下10m位置；二開鉆井終孔位置為保護層位置；三開為通井，二開水泥候凝后三開掃孔至孔底，確保井筒內暢通。

3.根據權利要求1所述的低透氣煤層群井上下聯合煤與煤層氣共采方法，其特征在于，步驟（2）所述的采空區井的井身結構為：一開鉆入穩定基巖10m后，下入表層套管固井；二開鉆至采空區落空止鉆，如果無較大含水層，則二開不固井；如果地層涌水較大，則二開固井深度為采空區裂隙帶之上最下一層含水層，三開鉆至采空區落空止鉆，如果鉆遇采空區且產氣良好，則安裝機器抽采，三開下入割縫套管護壁；如果鉆至煤柱，采用造斜或小型壓裂以溝通采空區，如果鉆至積水區，視積水量情況下泵排水或做報廢封井處理。

4.根據權利要求1所述的低透氣煤層群井上下聯合煤與煤層氣共采方法，其特征在于，所述穿越煤柱井和穿越采空區井的井身結構為：一開鉆穿黃土及地表松散巖石層，至穩定基巖下10m終孔；下入鋼級J55表層套管，采用常規密度水泥固井，水泥返高至地表；二開鉆至采空區底板22m下，下入鋼級N80的技術套管，封固套管底口，水泥返至采空區底板，如果未鉆遇采空區，則鉆過保護層，水泥返高到地面或者距離保護層頂板200m；三開鉆過下伏煤層30m后完鉆，下入鋼級N80生產套管，水泥返高至距離下伏煤層頂板200米處。

5.根據權利要求2所述的低透氣煤層群井上下聯合煤與煤層氣共采方法，其特征在于，采動井的鉆井過程中，一開采用牙輪鉆頭，鉆井終孔位置鉆過風化帶巖層至基巖以下10m位置，下入表層套管，封固地表疏松層，水泥返高至地面；二開鉆頭鉆進至保護層下5m終孔，下套管至距離保護層頂板40m處，水泥返高至距離保護層頂板上300m；三開鉆頭掃孔。

6.根據權利要求1所述的低透氣煤層群井上下聯合煤與煤層氣共采方法，其特征在于，步驟（2）中，針對煤層氣壓力較大的區域，采用地面壓裂井下抽放井，進行地面鉆井，壓裂保護層，釋放區域內瓦斯壓力，在井下進行煤層氣抽放；地面壓裂井下抽放井井身結構為：一開鉆入穩定基巖10m后，下入表層套管固井；二開鉆至保護層以下40m終孔，套管固井，對保護層進行地面壓裂，安裝密封井口。