陜煤集團彬長礦業(yè)利用水力壓裂法防治沖擊地壓

本報訊 12月15日，隨著最后一臺壓裂泵車的停泵運行，孟煤礦區(qū)防治沖擊地壓項目順利竣工，標志著國內首個地面水平井分段壓裂防治沖擊地壓項目成功實施。該項目是陜煤集團彬長礦業(yè)公司年度重點科研攻關項目，為行業(yè)區(qū)域防治沖擊地壓工作積累了經(jīng)驗。

現(xiàn)階段，國內煤礦防治沖擊地壓方法主要為局部治理，且集中在井下，存在治理范圍小、作業(yè)環(huán)境受限、工作量重復頻率高、勞動強度高等問題。

在礦井災害治理、接續(xù)調整的關鍵時期，今年5月，彬長礦業(yè)公司孟村煤礦與中煤科工集團西安研究院、陜西省煤層氣開發(fā)利用公司、中國石油集團渤海鉆探工程公司井下作業(yè)分公司、中煤科工開采研究院開展技術研討，最終決定采用地面水平井分段壓裂技術，實施區(qū)域防治沖擊地壓工程。

據(jù)了解，水力壓裂法是目前開采天然氣、石油增產(chǎn)的主要形式。對開采天然氣來說，該技術要求用大量摻入化學物質的水灌入頁巖層，進行液壓碎裂以釋放天然氣。近年來，煤炭行業(yè)開始引進這項技術，主要用于煤層氣增產(chǎn)方面，且施工規(guī)模相對較小。本次采用的地面水平井分段壓裂技術是在綜合考慮石油和煤炭行業(yè)的應用情況后，結合施工現(xiàn)場環(huán)境、礦井地層結構、區(qū)域應力分布等情況，提出的首個方案。

該項目共設計井眼3口（參數(shù)井1口、L型水平井2口），目標層為距離煤層頂板較遠的安定組底部，屬礦井中位關鍵層，井場開口位置距離目標層600米、終孔位置距離開口1500米，施工難度較大、風險較高、困難較多。同時，該項目對整個回采工作面范圍內的頂板進行區(qū)域性弱化，影響面積達36萬平方米。

鉆井期間，該項目先后鉆遇第四系黃土、第三系紅土，白堊系華池組泥巖、洛河組砂礫巖、宜君組礫巖，侏羅系安定組砂巖，共計6個地層，跨越地質時期約1.3億年；完成鉆探進尺3700米，目標砂巖層鉆遇率100%。

壓裂期間，該項目采用井上下聯(lián)合檢測方法，共布置監(jiān)測點50個；召開現(xiàn)場技術分析討論會10次，形成特色工作方法；攻關技術難點5處，分析各類監(jiān)測報告及報表200余份；壓裂31段、射孔84簇、消耗液量4萬立方米、消耗砂量1100立方米，優(yōu)化設計參數(shù)7項。施工壓力10兆帕至23兆帕，排量每分鐘6立方米至11立方米，形成了最大縫長340米、縫高59米、影響寬度80米的裂縫狀態(tài)，超過設計參數(shù)值的110%。單段壓裂期間，井下微震能量平均增幅約8倍，頻次平均增幅約3.8倍；井下地音能量平均增幅約4.6倍，頻次平均增幅約2.7倍；地面監(jiān)測的目標巖層破裂事件點數(shù)達388個。

相關人員表示，該項目的成功實施為礦區(qū)沖擊地壓防治提供了新思路，為國內煤礦區(qū)域災害治理提供了經(jīng)驗。（伍增強 楊雪琴）