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)