淮南矿区煤层顶板分段压裂水平井抽采技术及效果研究
陈本良1
袁亮2
薛生2
降文萍3
杨科2
周韬4
李丹丹3
吴静3
1.安徽理工大学,安徽淮南 232001;淮南矿业(集团)有限责任公司,安徽淮南 2320012.安徽理工大学,安徽淮南 2320013.中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西西安 7100774.淮南矿业(集团)有限责任公司,安徽淮南 232001
摘要：淮南矿区为典型高瓦斯矿区,煤层碎软、渗透率低、瓦斯含量偏高、抽采难度大,为探讨地面煤层气顶板分段压裂水平井在矿区的技术可行性与瓦斯治理效果,在分析矿区主要煤层 13-1煤储层特征基础上,采用应力解除法进行了煤层三向地应力测试,结果显示三向应力场类型主要为σh,max>σv>σh,min,具有实施顶板分段压裂水平井技术的充分条件;利用MFrac Suite软件分别模拟了水平段距离煤层 1、3、5 m时的压裂缝参数,压裂缝半长最大 107.33 m、最小 89.47 m,具有理想的压裂效果,说明顶板分段压裂水平井在淮南矿区具有比较好的地质适应性与可行性.以潘一煤矿 13-1煤层"L"型顶板分段压裂水平井CBM01井为研究对象,采用井下钻孔检测与数值模拟等手段综合分析了瓦斯治理效果,结果显示CBM01井抽采 415 d即显著降低了煤层瓦斯压力与瓦斯含量,距离水平井50、65 m处瓦斯压力由6.4 MPa分别降至2.6、2.7 MPa,降低幅度均超过55%,水平段两侧各15～20 m范围内瓦斯含量由 13.5 m3/t降至最大 9.11 m3/t、最小 6.92 m3/t,平均 7.92 m3/t,约 10m范围均降至8 m3/t以下.最后,采用数值模拟方法预测了CBM01井抽采 10a的产气效果及瓦斯治理效果,气井抽采 10a累计产气约 272.08×104 m3,水平段倾向单侧约 150 m范围内气含量均降至 8 m3/t以下、压力均降至 3 MPa以下.综合研究结果表明,煤层顶板分段压裂水平井技术在淮南矿区瓦斯治理方面均具有较大的优势和应用效果.
关键词：淮南矿区分段压裂水平井抽采效果瓦斯治理检测钻孔
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC3009002)煤炭安全精准开采国家地方联合中心基金资助项目(EC2021018)
论文发表日期：2024-04-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 155-163 )
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