过采空区煤层气井地面抽采关键技术-论文

为保证煤矿区煤层气资源超前预抽和连续性开发利用，抽采煤矿采空区下伏煤层的煤层气，已成为煤矿区煤与煤层气共采的重要课题之一。以山西晋城寺河矿井为例，分析了3号煤层采空区下伏岩层应力-应变分布规律、采空区下伏岩层裂隙演化规律和下伏煤层渗透率变化情况，根据采空区卸压效果和下伏煤层的煤层气解吸程度，揭示了过采空区煤层气井抽采机理。通过在采空区以上50 m位置对二开技术套管外安装裸眼封隔器和反扣装置，二开固井后，将反扣装置及以上套管进行回收，使三开固井实现全井段有效固井。从3号煤层采空区以上90 m至采空区底板20 m以下的二开钻进过程采用氮气钻进，研发了煤层气地面钻井过采空区成套系统，包括空压机组、制氮机和增压机组，对其机组参数进行了优化。基于以往寺河矿区煤层气井裂缝监测结果，优化压裂施工参数，适当缩小9号和15号煤层规模压裂。按照过采空区井抽采机理和产气特征划分了3种产气类型，分析了其产气规律。研究结果表明，9号煤层和15号煤层都位于采空区下伏底臌变形带内，3号煤层回采后，9号煤层和15号煤层渗透率分别提高了2.70倍和2.65倍，9号煤层渗透率提高到10×10-15 m