【摘 要】
：
卸压开采抽采瓦斯技术广泛应用于深井高瓦斯煤层群安全开采中,然而却存在着瓦斯流量和浓度偏低以及钻孔稳定性差的问题.基于淮南矿业集团深井卸压瓦斯治理实践,采用理论分析与数值模拟方法研究了钻孔压剪失稳机理及主要影响因素.研究结果表明,钻孔在非均匀应力环境中易发生挤压型失稳,岩层层间滑移易导致钻孔发生剪切失稳,采用厚壁套管、柔性充填、危险层位扩孔让压等措施可以有效提高钻孔稳定性.基于上述研究成果,提出了超
【机 构】
：
中国矿业大学矿业工程学院,深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏 徐州 221116;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南 湘潭 411201
论文部分内容阅读
卸压开采抽采瓦斯技术广泛应用于深井高瓦斯煤层群安全开采中,然而却存在着瓦斯流量和浓度偏低以及钻孔稳定性差的问题.基于淮南矿业集团深井卸压瓦斯治理实践,采用理论分析与数值模拟方法研究了钻孔压剪失稳机理及主要影响因素.研究结果表明,钻孔在非均匀应力环境中易发生挤压型失稳,岩层层间滑移易导致钻孔发生剪切失稳,采用厚壁套管、柔性充填、危险层位扩孔让压等措施可以有效提高钻孔稳定性.基于上述研究成果,提出了超前留巷强化钻孔瓦斯抽采技术与保护层高位回风巷强化钻孔瓦斯抽采技术,并在朱集矿1111(1)工作面与1112(1)工作面进行了瓦斯抽采试验.试验结果表明:强化钻孔的抽采效果及钻孔稳定性显著优于普通抽采钻孔,单孔最大瓦斯抽采流量达8.1m3/min,有效抽采距离达150m以上,有效地控制了工作面回风瓦斯浓度,实现了卸压瓦斯的高效抽采.
其他文献
目前,水力压裂起裂压力的预测模型未同时考虑套管和水泥环造成的影响.首先本文建立了同时考虑套管和水泥环时的井周应力分布模型,并通过解析和数值解对比,发现两者之间误差较小,在此基础上,利用罗天雨提出的射孔孔眼孔边应力模型,对起裂压力进行了计算,研究发现:相比于只考虑套管的影响,同时考虑套管和水泥环时的起裂压力也非常精确.
分支井技术可以实现一个井眼同时开发多个目标层位,显著增加裂缝钻遇率和泄油气面积,提高单并控制储量,在常规油气开发中呈现了良好的少井高产效果.页岩气开发需要借助于较大的井筒裸露面积和分段压裂改造手段提高单井产量和采收率.如果能将分支井及配套压裂技术应用到页岩气的开发,必将有利于降低吨油气成本.本文针对页岩气开发的特点,分析了页岩气实施分支井压裂的基本思路和研究发展方向.现场实践表明，分支井结合压裂技
四川盆地及周缘地区前期页岩气资源评价表明,深层页岩气具有良好的勘探开发潜力.在国内焦石坝、彭水等区块中深层页岩气储层自主化压裂改造经验总结的基础上,针对川东南丁山构造下志留统龙马溪组深层页岩气储层开展了大规模压裂改造现场试验.基于深层页岩气储层特征及可压性综合评价,提出了压裂改造难点和技术对策;结合页岩压裂机理及网络裂缝形成机制,分别开展了分段分簇优化、射孔参数优化、施工参数优化及泵注方案优化研究
煤岩体内部裂隙结构发育,钻井过程中互相交叉、互相作用的裂隙系统影响了煤层的井壁稳定性.建立煤储层井壁稳定预测模型之前,必须明确煤层强度、钻井液渗流和裂隙的几何结构特征与分布规律的联系.本文分析了煤储层类型并提出了对应的分析方法,研究结果表明,原生结构煤储层中井眼尺寸与裂隙相比足够小,化学作用可以忽略不计,渗流作用不强,可视为等效连续介质,采用弹性或弹塑性方法即可满足井壁稳定分析;碎粒煤储层和糜棱煤
针对页岩气水平井固井面临的油基钻井液冲洗困难,水泥石力学性能要求高等技术难题,研究开发了洗油型冲洗隔离液及韧性水泥浆体系,初步开发出了水泥环力学完整性理论模型.洗油型冲洗隔离液综合性能良好,对油基钻井液冲洗效率高,且与油基钻井液及水泥浆相容性好;韧性水泥石在保证相对较高抗压强度的同时弹性模量可降低30％以上;水泥环力学完整性理论模型,有利于指导水泥石力学性能设计,减小微间隙的发生;提出了页岩气水平
目前四川盆地页岩气井在试油完井过程中多口井出现了套管变形损坏,结合套损现状,通过该地区页岩气井试油完井作业特点的分析,明确了储层改造是页岩气井试油完井期间生产套管变形损坏的重点环节.将页岩气井套损原因初步分为强度削弱和外载荷变化两种类型,前者包括弯曲应力、强度疲劳、套管损伤,后者包括井筒附近地应力变化、纵向地层变形差异的剪切作用和水泥环破坏后形成的局部应力集中.并建议下一步开展页岩地层套损定量分析
煤岩割理、裂隙发育,钻井液滤液极易侵入井周附近地层,影响井周应力分布,因而准确确定不同应力水平和损伤程度下的煤岩渗透率是定量计算煤岩井壁塑性损伤区形状与尺寸,进而分析煤层井壁稳定性的关键.针对长畛矿3＃煤岩,利用MTS816电液伺服岩石试验系统进行不同渗透水压和围压条件下的全应力—应变过程渗流特性试验研究,测定了煤岩渗透率随应力水平和损伤程度的变化规律.根据分析结果,将渗透率随加载应力增加的变化分
琼东南盆地中央凹陷带普遍存在异常高压,钻井风险极高.本文对不同成压机制的测井响应进行了讨论,为地层压力计算模型的合理选择提供了理论依据,提出了基于声波时差-密度交会图的成压机制判断方法,准确地分析了中央凹陷带不同地层的成压机制.建立了利用邻井地层压力实测结果预测待钻井地层压力大小的地层转化法,有效地提高了地层压力的预测精度.
页岩储层岩石力学性质对井眼稳定性、储层可压裂性影响极大,进行页岩强度水敏性及变形破坏方面的研究,可以为页岩气钻井和压裂设计提供技术支撑.基于此,对取自四川盆地酉阳地区龙马溪组储层页岩进行不同取心角度的强度水敏性及变形破坏CT扫描实验,并根据实验结果优选了适用于储层页岩的强度准则.结果表明:(1)富有机质页岩在泡水48h后不同取心方向上页岩水化强度及强度参数降低幅度不同,垂直层理面方向强度降低5.9
煤层气钻井过程中易受到钻井液引起的微粒堵塞、滤液水锁、应力敏感等伤害,广泛使用的清水钻井液,携岩能力弱,滤失量大,极易引起井壁失稳,井径扩大,出现机械钻速慢等问题.本文提出了镶嵌暂堵保护储层理论,开发出镶嵌暂堵剂,研制出镶嵌暂堵钻井液,该钻井液能在储层井壁上形成镶嵌屏蔽暂堵层,阻止滤液侵入储层,达到保护储层的目的.现场应用5口井实践表明:煤层井径平均扩大率为13.30％,井段平均机械钻速为10.3