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煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法

文檔序號:5377504閱讀:179來源:國知局
專利名稱:煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種煤層壓裂技術(shù),特別涉及一種煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法。
背景技術(shù)
現(xiàn)今煤礦井下水力壓裂工藝多為穿層或順層單一孔的壓裂工藝。穿層單一孔壓裂工藝指在煤礦底板巷中鉆一豎向貫穿底板到達(dá)煤層中間的壓裂孔,壓裂孔的上端位于煤層中部,通過向壓裂孔中充水向煤層實(shí)施橫向水力壓裂;這種壓裂方法,需要先施工底板巷,再從底板巷中鉆壓裂孔,施工過程復(fù)雜,周期長,由于通過單一的豎向壓裂孔橫向壓裂煤層,壓裂范圍有限,一般需要施工多個(gè)穿層鉆孔進(jìn)行煤層逐段壓裂,工作效率不高。順層壓裂工藝指直接在煤層中鉆一順層孔,通過順層孔對煤層實(shí)施水力壓裂;由于煤層硬度較軟,因此順層孔的封孔長度必須較長才能避免封孔段的煤層不被壓裂,引起高壓水的泄露,并且在壓裂煤體過程中具有引起煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)。因此需要對現(xiàn)有技術(shù)中的煤礦煤層井下水力壓裂工藝進(jìn)行改進(jìn),以解決現(xiàn)有穿層或順層單一孔壓裂工藝存在的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明的目的是提供一種煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法,以解決現(xiàn)有穿層單一孔壓裂工藝存在的單點(diǎn)壓裂、壓裂范圍小、工作效率低,順層單一孔壓裂工藝存在的封孔長度大、壓裂范圍有限和壓出煤體易引起煤與瓦斯突出危險(xiǎn)等問題。本發(fā)明煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法,包括:
步驟a、在頂板或底板巖層中鉆一橫向孔,并鉆至少兩個(gè)連接煤層和橫向孔的分支孔; 步驟b、通過壓裂泵向橫向孔和分支孔中注水,對煤層實(shí)施壓裂。進(jìn)一步,所述煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法還包括設(shè)置在步驟a和步驟b之間的步驟al:通過滑套封隔器將各分支孔封隔。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法,僅對頂板和底板中的一個(gè)巖性要求較好,橫向孔可選擇鉆在頂板或底板的巖性較好的巖層中,能保證橫向孔的鉆孔長度和成孔率,并使封孔長度較短,不在底板巷中鉆分支孔,鉆孔工藝更簡單;本方法通過向分支孔充水實(shí)施壓裂,從而可在壓裂施工中對煤層實(shí)施多段大范圍壓裂,壓裂工作效率高,并可增加煤層透氣性和避免壓出煤體引起煤與瓦斯突出危險(xiǎn)。


圖1為傳統(tǒng)煤礦井下穿層單一孔水力壓裂實(shí)施示意 圖2為本發(fā)明煤礦井下順煤層多段水力壓裂的第一種實(shí)施方式示意 圖3為本發(fā)明煤礦井下順煤層多段水力壓裂的第二種實(shí)施方式示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。如圖2所示,本實(shí)施例煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法,包括:
步驟a、在頂板I巖層中鉆一橫向孔3,并鉆至少兩個(gè)連接煤層4和橫向孔3的分支孔5,本實(shí)施例中分支孔具體數(shù)量為6個(gè),當(dāng)然在不同實(shí)施方式中分支孔5的數(shù)量可根據(jù)需要調(diào)整,本實(shí)施例中所述分支孔5的前端位于煤層4的中部,對煤層的壓裂效果較好;
步驟b、通過壓裂泵7向橫向孔3和分支孔5中注水,對煤層實(shí)施壓裂。本實(shí)施例煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法,選擇在頂板巖性較好的巖層中鉆橫向孔3,易于橫向孔的成孔,不在底板巷中鉆分支孔5,鉆孔工藝更簡單;當(dāng)然在不同實(shí)施方式中,若底板2巖層的巖性好于頂板I的巖性,也可選擇在底板2巖層中鉆橫向孔3(如圖3所示),再鉆連接煤層4和橫向孔3的分支孔5,也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。本方法可選擇在巖性較好的巖層中鉆橫向孔3,能保證橫向孔3的鉆孔長度和成孔率,并使封孔長度可以較短;本方法通過向多個(gè)分支孔5充水實(shí)施壓裂,從而可在壓裂施工中對煤層4實(shí)施多段大范圍壓裂,壓裂工作效率高,并可增加煤層透氣性和避免壓出煤體引起煤與瓦斯突出危險(xiǎn)。作為對本實(shí)施例的改進(jìn),本煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法還包括設(shè)置在步驟a和步驟b之間的步驟al:通過滑套封隔器6將各分支孔5封隔,通過壓裂泵7 —次只向一個(gè)分支孔5充水,實(shí)現(xiàn)逐孔逐段壓裂,這樣能保證各分支孔5中的水壓大小均勻,壓裂效果更好。最后說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法,其特征在于:包括: 步驟a、在頂板或底板巖層中鉆一橫向孔,并鉆至少兩個(gè)連接煤層和橫向孔的分支孔; 步驟b、通過壓裂泵向分支孔中注水,對煤層實(shí)施壓裂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法,其特征在于:還包括設(shè)置在步驟a和步驟b之間的步驟al:通過滑套封隔器將各分支孔封隔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法,包括步驟a、在頂板或底板巖層中鉆一橫向孔,并鉆至少兩個(gè)連接煤層和橫向孔的分支孔;步驟b、通過壓裂泵向橫向孔和分支孔中注水,對煤層實(shí)施壓裂。本發(fā)明煤礦井下順煤層多段水力壓裂方法,僅對頂板和底板中的一個(gè)巖性要求較好,橫向孔可選擇鉆在頂板或底板巖性較好的巖層中,能保證橫向孔的鉆孔長度和成孔率,并使封孔長度較短;本方法通過向多個(gè)分支孔充水實(shí)施壓裂,從而可在壓裂施工中對煤層實(shí)施多段大范圍壓裂,壓裂工作效率高,并可增加煤層透氣性和避免壓出煤體引起煤與瓦斯突出危險(xiǎn)。
文檔編號E21B43/30GK103147734SQ201310074270
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者陳金華, 武文賓, 馬代輝, 林府進(jìn), 張玉明 申請人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院
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