3月12日，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)組織專家在北京對(duì)淮北礦業(yè)集團(tuán)和西安研究院共同完成的“十二五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)成果“碎軟低滲煤層頂板巖層水平井分段壓裂煤層氣高效抽采技術(shù)”進(jìn)行了成果鑒定。專家組一致認(rèn)為項(xiàng)目成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
淮北礦區(qū)是我國(guó)典型的高瓦斯突出礦區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤體碎軟，長(zhǎng)期采用井下鉆孔抽采的方式治理瓦斯，由于滲透率低，地應(yīng)力大，單孔瓦斯抽采量低，抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間長(zhǎng)，采掘接替矛盾突出。“十一五”以來(lái)，淮北礦業(yè)集團(tuán)積極探索煤層氣地面抽采的有效方法，以期實(shí)現(xiàn)煤層氣與煤炭?jī)煞N資源協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)，但由于在碎軟煤層水平井施工中鉆井易垮塌、下套管困難、固井效果差、分段壓裂串流等技術(shù)問(wèn)題，在該地區(qū)的煤層氣地面抽采，一般采用直井+壓裂方式，產(chǎn)氣量偏低。
“十二五”期間，針對(duì)以上難題，西安研究院提出了沿煤層頂板巖層鉆進(jìn)水平井、實(shí)施分段壓裂的技術(shù)思路。依托“十二五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)示范工程，在淮北蘆嶺煤礦實(shí)施了一口頂板巖層水平井分段壓裂煤層氣開(kāi)發(fā)試驗(yàn)井，分7段進(jìn)行了水力壓裂，累計(jì)注入壓裂液6627m3、石英砂542m3；最高日產(chǎn)氣量10760 m3，連續(xù)92天日產(chǎn)氣量穩(wěn)定在10000 m3以上，創(chuàng)造了我國(guó)碎軟低滲煤層的煤層氣水平井水力壓裂加砂量和產(chǎn)氣量的新紀(jì)錄。。
經(jīng)專家組鑒定，認(rèn)為該項(xiàng)目具有三方面創(chuàng)新：首次提出了碎軟低滲煤層頂板巖層水平井分段壓裂煤層氣的抽采模式，實(shí)現(xiàn)了碎軟低滲煤層的煤層氣高效抽采技術(shù)的突破；揭示了頂板巖層水平井在向下定向射孔條件下水力壓裂裂縫起裂和延伸規(guī)律及主控因素，提出了在脆性的頂板巖層壓裂比直接在塑性的碎軟煤層壓裂，強(qiáng)化增產(chǎn)效果更好的新方法；提出了緊鄰煤層的頂板巖層水平井分段壓裂抽采技術(shù)總體方案和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，創(chuàng)新了緊鄰煤層的頂板巖層水平井精確地質(zhì)導(dǎo)向鉆井、套管定向射孔、泵送可鉆式橋塞分段、高強(qiáng)度水力加砂壓裂、精細(xì)化控壓排采等成套開(kāi)發(fā)技術(shù)工藝。
該項(xiàng)研究成果創(chuàng)新發(fā)展了煤層氣地面抽采模式，取得了碎軟低滲突出煤層的煤層氣地面抽采關(guān)鍵技術(shù)突破，開(kāi)辟了煤礦區(qū)煤層氣快速高效抽采新途徑，具有很好的推廣應(yīng)用前景。