压裂技术交流材料.pdf

井下高压井下高压水力压裂增透水力压裂增透技术技术研究研究 武文宾武文宾 瓦斯研究分院瓦斯研究分院 交流内容交流内容 重庆院成套技术 松藻经验 工艺流程 压裂机理 存在问题 存在问题存在问题 基础理论 起裂机理 压裂参数 可行性 压裂工艺 泵注程序 半径考察 抽采工艺 安全保障 选型混乱 布置不当 意识不足 水力压裂机理水力压裂机理 防尘防尘 顶板顶板 处理处理 增透增透 防自燃防自燃 防冲防冲 防突防突 水力压裂水力压裂 水力压裂机理水力压裂机理 K PP PP tAB b   3 00 0 B σA 相关因素抗拉强度、地应力、瓦斯压力、孔隙率相关因素抗拉强度、地应力、瓦斯压力、孔隙率 基于弹基于弹 性理论性理论 水力压裂机理水力压裂机理 水力压裂机理水力压裂机理 中硬煤层裂纹扩展中硬煤层裂纹扩展形态形态 较松软煤层裂纹扩展较松软煤层裂纹扩展形态形态 松软煤层裂纹扩展松软煤层裂纹扩展形态形态 单一裂缝单一裂缝 多裂缝多裂缝 孔洞孔洞 水力压裂机理水力压裂机理 实质增加渗流表面积实质增加渗流表面积 径向流径向流 线性流线性流 双线性流双线性流 拟径向流 拟径向流 压裂工艺流程压裂工艺流程 钻孔布置钻孔布置 压裂设计压裂设计 与施工与施工 压裂设备压裂设备 压裂效果压裂效果 考察评价考察评价 压裂工艺流程压裂工艺流程 采区变电所 阶段临时配电点 矿井主水池 阶段巷 压裂水箱 供水系统供水系统 供电系统供电系统 压力系统压力系统 井上下联合监测系统井上下联合监测系统 压裂工艺流程压裂工艺流程 σ1σ1 钻孔方向 煤壁出水 σ1σ1 钻孔方向 裂缝延伸方向 压裂工艺流程压裂工艺流程 水泥砂浆水泥砂浆 聚氨酯聚氨酯 压裂工艺流程压裂工艺流程 塑性区 压裂工艺流程压裂工艺流程 压裂工艺流程压裂工艺流程 松藻经验松藻经验石门揭煤石门揭煤 M7M8 380N3抬高石门 M6-3 10m 压裂孔 埋深506m，M6号煤顶板为炭质泥岩，M8号煤底板为底板为灰色砂质泥岩。 M6、M7、M8煤层瓦斯含量分别为18.82m3/t、19.85m3/t、25.87m3/t、。 -1000100200300400500600700800 0 5 10 15 20 25 压力/MPa 压裂时间/min 松藻经验松藻经验石门揭煤石门揭煤 揭煤步骤揭煤步骤 区域效果检验区域效果检验 5m5m垂距垂距 3m3m垂距垂距 2m2m垂距垂距 过煤门过煤门 备注备注 N3N3石门石门M8M8煤层煤层 K1max0.39K1max0.39 SmaxSmax4.2Kg4.2Kg K1max0.32K1max0.32 SmaxSmax4.2Kg4.2Kg K1max0.28K1max0.28 SmaxSmax4.6Kg4.6Kg K1max0.37K1max0.37 SmaxSmax4.4Kg4.4Kg K1max0.33K1max0.33 SmaxSmax2.8Kg2.8Kg 压裂压裂 N2N2石门石门M8M8煤层煤层 K1max0.38K1max0.38 Smax3.6KgSmax3.6Kg K1max0.38K1max0.38 Smax3.8KgSmax3.8Kg K1max0.34K1max0.34 Smax3.6KgSmax3.6Kg K1max0.39K1max0.39 Smax3.6KgSmax3.6Kg K1max0.42K1max0.42 Smax2.8KgSmax2.8Kg 未压裂未压裂 N3N3石门石门M7M7煤层煤层 K1max0.22K1max0.22 Smax4.8KgSmax4.8Kg K1max0.35K1max0.35 SmaxSmax4.8Kg4.8Kg K1max0.36K1max0.36 SmaxSmax3.6Kg3.6Kg K1max0.30K1max0.30 SmaxSmax3.6Kg3.6Kg K1max0.32K1max0.32 SmaxSmax2.6Kg2.6Kg 压裂压裂 N2N2石门石门M7M7煤层煤层 K1max0.45K1max0.45 Smax3.7KgSmax3.7Kg K1max0.37K1max0.37 Smax3.4KgSmax3.4Kg K1max0.31K1max0.31 Smax3.4KgSmax3.4Kg K1max0.40K1max0.40 Smax2.6KgSmax2.6Kg 未压裂未压裂 N3N3石门石门M6M6煤层煤层 K1max0.26K1max0.26 Smax3.6KgSmax3.6Kg K1max0.26K1max0.26 Smax3.8KgSmax3.8Kg K1max0.29K1max0.29 Smax3.5KgSmax3.5Kg K1max0.28K1max0.28 Smax3.8KgSmax3.8Kg K1max0.16K1max0.16 Smax2.6KgSmax2.6Kg 压裂压裂 N2N2石门石门M6M6煤层煤层 K1max1.05K1max1.05 SmaxSmax3.5Kg3.5Kg K1max0.38K1max0.38 Smax3.2KgSmax3.2Kg K1max0.35K1max0.35 Smax3.2KgSmax3.2Kg K1max0.37K1max0.37 Smax3.6KgSmax3.6Kg K1max0.34K1max0.34 Smax2.6KgSmax2.6Kg 未压裂未压裂 N3石门揭煤预测指标普遍低于N2石门，杜绝了预测超标，N3 石门揭煤用时3个月，较N2石门揭煤时间减少1.5个月。 0306090120150 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 单孔累计抽采量/m3 抽采时间/d 压裂压裂 未压裂未压裂 050100150200250300 0 10 20 30 40 50 60 平均单孔抽采量/m 3 d-1 抽采时间/d 050100150200250300 0 10 20 30 40 50 60 70 瓦斯浓度/ 抽采时间/d 平均浓度平均浓度 平均单孔量平均单孔量 m3/min 揭煤时间揭煤时间d 压裂 51 0.55 90 未压裂 12 0.2 133 松藻经验松藻经验石门揭煤石门揭煤 松藻经验松藻经验条带掘进条带掘进 N2631工作面压裂孔布置图 460N3石门 380N3抬高石门 380N3回风上山 380N运输大巷 2631下巷 2631上巷 380N2抬高石门 3 20 3 18 3 10 3 6 3 15 380N大巷钻场 剖面图 6 78 孔号 煤层 压力（MPa） 注水量（m3） 备注 3-6 M6-M8 51 62 3-10 M6-M8 35 91 3-15 M6-M8 33-36 336 3-18 M6-M8 23-32 48 3-20 M6-M8 20-30 16 压裂50min后， 相邻地质孔漏水 松藻经验松藻经验条带掘进条带掘进 N2631工作面平面图 460N3石门 380N3抬高石门 380N3回风上山 380N运输大巷 2631下巷 2631上巷 380N2抬高石门 12年6月21m7月64m8月105m 9月120m10月15日57m 3-20 3-18 3-10 3-6 3-15 12年5月21m 6月18m 7月15m 8月33m9月33m10月15日21m 050100150200250300 0 400 800 1200 1600 2000 2400 单孔累积量/m 3 抽采天数/d 380N2-2条带 380N3-15条带 050100150200250300 20 30 40 50 60 瓦斯浓度/ 抽采时间/d 380N2-2条带 380N3-15条带 未压裂未压裂 压裂压裂 松藻经验松藻经验条带掘进条带掘进 孔口管，壁厚孔口管，壁厚8.5mm8.5mm，长，长1.5m1.5m，用量，用量5 5根根 N3704东瓦斯巷下 N M7煤层 M8煤层 A-A剖面图 2压裂孔 1压裂孔 3压裂孔 4压裂孔 5压裂孔 6压裂孔 48.63m 50.5m 50.6m 49.48m 50.7m 53.63m 区域M7煤埋深760～850m，煤层 顶底板岩性为泥岩和砂质泥岩 松藻经验松藻经验条带掘进条带掘进 孔口管，壁厚孔口管，壁厚8.5mm8.5mm，长，长1.5m1.5m，用量，用量5 5根根 0500100015002000 0 10 20 30 40 50 压力/压力/MPa 压 裂 时 间/min压 裂 时 间/min 6试验孔 05001000150020002500 0 10 20 30 40 50 压力/MPa压力/MPa 压 裂 时 间/min压 裂 时 间/min 4试验孔 松藻经验松藻经验条带掘进条带掘进 水力压裂完成后一段时间内，由于煤层瓦斯在高压水 驱遣作用，压裂影响范围线附近存在一个瓦斯运移富集带。 瓦斯富瓦斯富 集带集带 松藻经验松藻经验条带掘进条带掘进 透气性系数增加透气性系数增加60倍，抽采纯量提高倍，抽采纯量提高10多倍，浓度提高多倍，浓度提高40 抽采半径由抽采半径由3m提高至提高至5m。。 0 10 20 30 40 50 60 70 1 5 8 14 20 26 32 38 44 50 56 62 抽采浓度抽采浓度/ 距压裂距压裂孔距离（倾向）孔距离（倾向）/m 0 5 10 15 20 0 20 40 60 80 100 1 9 15 27 33 35 40 50 56 61 65 85 100 单孔纯量单孔纯量/L/min 瓦斯浓度瓦斯浓度/ 抽采时间抽采时间/d 瓦斯浓度 单孔纯量 成套技术成套技术 施工工艺 优化砂浆配比、优化封孔长度 、控制封孔成本。 泵注压力、注入流量等压裂 参数的设计； 近水平煤层的合理的泵注工 序及参数； 压力或流量异常的诊断技 术； 有效的安全措施及设备连接 规则。 高压管与高压泵的合理选型； 压力、流量、孔口浓度、压力损 失及视频的监测与联网 松软煤层 压裂成套技术 封孔工艺 多指标结合的区域评价体系； 抽采孔的方位及施工规则。 压裂与监测设备 压裂效果考察 联系方式联系方式 重庆市沙坪坝区上桥三村重庆市沙坪坝区上桥三村55号瓦斯研究分院突出防治研究所号瓦斯研究分院突出防治研究所 18983851580，， 023-65239102，， sdwenbinwu