新华煤矿101瓦斯巷2012-6-7日压裂施工总结.doc

贵州华隆煤业有限公司新华煤矿压裂项目阶段总结六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司二一二年六月12第一章 井下压裂项目概况依据河南理工大学对新华煤矿鉴定为煤与瓦斯突出矿井的结论和新华煤矿制定的首采工作面1601回采工期安排，若采用常规的瓦斯治理措施难以如期完工，必须采取快速安全有效的瓦斯治理新技术，并决定选择煤矿井下水力压裂技术。2012年6月，六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司通过现场调研、考察，收集新华煤矿的相关资料和数据，结合新华煤矿实际编制了六枝工矿（集团）新华煤矿井下压裂安全防护技术措施（以下简称压裂设计）。2012年月下旬，压裂成套设备购置进场。公司与矿方积极沟通、协调，并及时配合河南省煤层气开发利用有限公司技术人员安装设备、敷设管路等，并完成对压裂成套设备的联合调试运转。矿方高度重视压裂项目进展，于2012年月上旬成立了压裂小组，并印发了六枝工矿（集团）新华煤矿井下压裂安全防护技术措施。2012年6月7日，在充分做好各项准备工作的前提下，对102瓦斯巷1-2#、3-1#、3-2#、2-1#、5-1#、补2-1#、补1-1#、补3-1-1#、1-1#、4-2#、6-2#、4-1#、6-1#、补1-1-1#、补3-1#）对102瓦斯巷压裂孔实施压裂。第二章 井下压裂孔施工概述依据压裂设计，在102瓦斯巷采用穿层压裂孔和抽采孔预抽煤巷条带和回采区域煤层瓦斯进行区域瓦斯治理。按照设计，在102瓦斯巷内共施工15个压裂孔，分别是（1-2#、3-1#、3-2#、2-1#、5-1#、补2-1#、补1-1#、补3-1-1#、1-1#、4-2#、6-2#、4-1#、6-1#、补1-1-1#、补3-1#）控制煤层走向长约240m，倾向宽约320 m 。钻头直径89mm。 图1 102瓦斯巷压裂钻孔布置示意图结合新华煤矿102瓦斯实际情况，。压裂方案顺序如下：6-2#、4-2#、6-1#、5-1#、2-2#、3-2#、4-1#、补3-1#、1-2#、2-1#、补1-1-1#，于6月6-7日，双方共同制定六102瓦斯巷压裂安全技术措施，在2012年6月7日14:00召开六井下压裂协调会，就井下压裂顶相关安全事宜进行六充分沟通、协商、形成六新华煤炭分公司关于1601工作面102瓦斯巷煤层水力压裂试验会议纪要，有关部门进行贯彻、确保压裂期间安全、严格按照措施执行。第三章 井下压裂孔压裂情况概述第一节 压裂施工注水压力是所有水力化措施中的重要参数。若注水压力过低，不能压裂、破碎煤体，煤层结构不会发生明显的变化，相当于低压注水湿润措施，起不到卸压防突的作用；若注水压力过高，导致煤体在地应力和水压综合作用下迅速变形，若操作不当，可能诱发事故。因此，合理的注水压力应该能够快速、有效破裂松动煤体，进而改变煤体孔隙和裂隙的容积及煤体结构，排放煤体瓦斯，达到消突的目的。压裂时间与注水压力、注水量等参数密切相关，注水压力、流速不同，相同条件下达到同样效果的注水时间也不同。注水过程中，煤体被逐渐压裂破坏，各种孔裂隙不断沟通，高压水在已沟通的裂隙间流动，注水压力及注水流量等参数不断发生着变化，注水时间可根据注水过程中压力及流量的变化来确定，当注水泵压降为峰值压力的30%左右，可以作为注水结束时间，现场施工中，若与最近压裂孔沟通则压裂结束。设计对11个压裂孔进行压裂施工，实际压裂9个压裂孔，其余2个压裂孔在其它压裂孔压裂期间，与相近压裂孔相贯通，起到卸压的作用，在保证实际压裂效果和施工安全的前提下，不再重复压裂，降低施工成本。其中压裂2-2#压裂孔时2-1#、压裂孔卸出水；6-1#压裂孔未进行压裂原因是巷道凸出、变形、能见煤层体，为了作业安全不在压裂。此次实施压裂的9压裂孔均是压裂过程出现压裂孔之间贯通或与附近的其它钻孔沟通而致使压裂结束。最高注水压力20.61MPa，单孔最大用液量70.37立方单孔最长用时141min，压裂过程有声像监控。压裂孔封孔均采用压裂专用封孔材料和水泥砂浆材料封孔，根据钻孔成孔质量、孔深、倾角及承压等情况，实际压裂孔封孔长度为2730m。102瓦斯巷压裂施工参数表（见附表）：第2节 压裂施工情况描述2012年6月7日-2012年6月9日，在压裂成套设备所需的压风、供水、供电等条件完备、安全措施到位、人员到位等一系列工作万无一失的基础上，在公司领导的正确领导和精心组织下，组织了102瓦斯巷0-320m压裂孔的压裂施工，共压裂施工9孔次，现把各压裂孔压裂情况依次介绍如下。一、6-2#压裂孔压裂施工情况描述2012年6月2日18:11开始压裂施工，至19:40结束，共用时89min，最大注液压力14.04MPa，总注液量39.80m。压6-2压裂孔时，将6-1封堵，5-1孔为观测孔。压裂施工开始置4档注液，流量434L/min，出液口压力由MPa升至16.8MPa，用时82min；后通过摄像仪观看到压裂孔附近帮上存在出水，严重掉渣，19:40压裂结束。压裂施工过程中，调度室、现场压裂指挥车内监测监控显示102瓦斯巷无瓦斯超限等异常。压裂施工结束后现场情况描述：（1） 井底车场至102瓦斯巷方向320m处有淋水，同时顶板处有严重掉渣现象，5-1孔口无异常；（2）6-2#孔周围5米帮上严重掉渣、出水、突起现象；（3）通过对压裂施工前、后现场细心察看，经对比可以判定：淋水位置、顶板掉渣位置均为受压裂影响范围（280320米）；。二、4-2#压裂孔压裂施工情况描述2012年6月7日22:59开始压裂施工，2012年6月8日至1:20结束，共用时141min，最大注液压力19.80MPa，总注液量70.37m。压4-1时封堵5-1孔，3-2孔为观测孔。22:59压裂施工开始置4档注液，流量448L/min，出液口压力由MPa升至10.56MPa，并在1011MPa持续，共用时10min；23:17换档位到3档，流量327L/min，23:48换档位到4档，流量438L/min，0:05换档位到5档，流量595/min，出液口压力最大12.95MPa，用时89min；1:20分停止后通过摄像仪观看到压裂孔附近存在导通性钻孔出水，压裂结束。压裂施工过程中，调度室、现场压裂指挥车内监测监控显示102瓦斯巷无瓦斯超限等异常。压裂施工结束后现场情况描述：（1）155米到255米顶板有掉渣、掉块现象。（2）3-1#、补3-1#有出水现象。（3）5-1#压裂孔出水三、5-1#压裂孔压裂施工情况描述2012年6月8日03:36开始压裂施工，至0512结束，共用时96min，最大注液压力20.61MPa，总注液量35.71m。压5-1压裂孔时封堵4-2#孔。03:36压裂施工开始置3档注液，流量333L/min，04:51换档位到4档，流量436L/min，05:02换档位到5档，流量594L/min，后通过摄像仪观看到压裂孔附近存在导通性钻孔出水，压裂结束。压裂施工过程中，调度室、现场压裂指挥车内监测监控显示102瓦斯巷无瓦斯超限等异常。压裂施工结束后现场情况描述：（1） 4-1#压裂孔出水流出；（2） 190-320米有淋水、掉渣、掉块现象,并巷道帮上大部分有渗水现象；四、2-2#压裂孔压裂施工情况描述2012年6月8日8：07开始压裂施工，至09：00结束，共用时53min，最大注液压力14.04MPa，总注液量20.43m。压2-2孔时，封堵4-1#孔。08：07压裂施工开始置3档注液，流量334L/min，08：34换档位到4档，流量429L/min，后通过摄像仪观看到压裂孔2-1孔口流水钻孔出水存在导通性，09：00压裂结束。压裂施工过程中，调度室、现场压裂指挥车内监测监控显示102瓦斯巷无瓦斯超限等异常。压裂施工结束后现场情况描述：（1） 联络巷80米处钻场里有流水现象；（2） 102巷道以里92米出左帮附近有大量掉渣、巷道有明显变形；（3） 4-2#、5-1#压裂孔出水。五、3-2压裂孔压裂施工情况描述2012年6月8日13:14开始压裂施工，至13.：20结束，共用时6min，最大注液压力4.05MPa，总注液量3.29m。压3-2时封堵3-1#、补3-1#、2-2#孔。13:14压裂施工开始置3档注液，流量334L/min，13:20分注浆管爆裂停压裂结束。压裂施工过程中，调度室、现场压裂指挥车内监测监控显示102瓦斯巷无瓦斯超限等异常。压裂施工结束后现场情况描述：（1） 距3-2#压裂孔右边0.5米处帮上有大量出喷出；（2） 4-2#压裂孔出水。六、补3-1压裂孔压裂施工情况描述2012年6月8日14:54开始压裂施工，至15:30结束，共用时36min，最大注液压力12.08MPa，总注液量14.53m。压补3-1#时，封堵3-1#、3-2#。14:54压裂施工开始置3档注液，流量330L/min，15:13换档位到4档，流量438L/min，15:22换档位到54档，流量599L/min，15:30压裂结束。压裂施工过程中，调度室、现场压裂指挥车内监测监控显示102瓦斯巷无瓦斯超限等异常。压裂施工结束后现场情况描述：（1） 95-155米局部顶板有掉渣、淋水现象；（2） 联络巷135米处，165米处有淋水、掉渣现象；（3） 2-2#压裂孔出水。七、4-1#压裂孔压裂施工情况描述2012年6月8日17：:15开始压裂施工，至19:21结束，共用时126min，最大注液压力20.13MPa，总注液量57.28m。压4-1#时，封堵4-2#、5-1#、3-2#孔。17:15压裂施工开始置3档注液，流量334L/min，18:03换档位到4档，流量436L/min，18:36换档位到5档，流量597L/min，19:21由于注水量较大，为了确保施工安全决定结束压裂。压裂施工结束后现场情况描述：（1） 210-260米局部有掉渣、掉块、淋水现象；145-200米局部有掉渣，掉块、大量渗水，左帮局部有崩塌；（2）。3-1#压裂孔出水八、1-2#压裂孔压裂施工情况描述2012年6月8日22:05时开始压裂施工，至23:52时结束，共用时107min，最大注液压力15.21MPa，总注液量42.79m。压1-2#时，封堵1-1、2-2#孔。22:05压裂施工开始置3档注液，流量327L/min，22:41换档位到4档，流量437L/min，监控发现1-1#压裂孔出水23:52压裂结束。压裂施工结束后现场情况描述：（1） 联络巷2个钻场里有严重流水现象，并有轻微凸起；（2） 102瓦斯巷95米处顶板有淋水现象，顶板及帮上有掉块现象；（3） 2-1#压裂孔出水。九、补1-1#压裂孔压裂施工情况描述2012年6月9日01:47时开始压裂施工，至02:22时结束，共用时35min，最大注液压力16.57MPa，总注液量15.07m。压补1-1#时封堵1-1#、2-2#。01:47压裂施工开始置3档注液，流量330L/min，02：06换档位到5档，流量594L/min，监控发现1-2#压裂孔出水:02:22压裂结束。此次组织压裂施工，共对9个压裂孔进行压裂施工，控制煤层走向长约320m，倾向宽约120m，泵组运行用时689min，使用压裂液299.15m，出液口最高压力20.61MPa。通过使用监测监控系统对压裂施工过程进行监测和对压裂前后现场的细心观察，初步判定此次压裂施工的质量和效果满足设计要求。1、 两邻近压裂孔相贯通，贯通区域煤层形成裂隙网。对压裂孔实施压裂的过程中，从其邻近压裂孔中卸出压裂液，形成卸压通道，压裂液在两压裂孔间的煤层段实现流动，较明显的说明贯通区域煤层受压裂作用而改变了煤层结构，形成了较显著的裂隙网，确保了压裂对煤层的增透效果。另外，两压裂孔间距为40m，因此，压裂影响范围可达40m，为以后的压裂孔布置提供可参考的