松软突出煤层高压水力压裂试验总结报告

1、松软突出煤层高压水力压裂试验总结报告零一一年九月目 录摘要2.1刖言5.2试验地点概况 6.2.1工作面布置6.2.2试验地点的煤层瓦斯赋存情况 63压裂设备选型及运输安装 7.3.1压裂设备选择 7.3.2设备运输及安装 &4 钻孑L设计及施工 9.4.1压裂孔设计及施工9.4.2检验孔设计及施工135压裂实施145.1 HTB500型泵压裂试验145.2 BZW200/56型泵压裂试验 166压裂效果考察176.1压裂范围考察 1.76.2抽采效果考察 237结论3Q摘要打通一矿为煤与瓦斯突出矿井，煤层透气性系数低，煤质松软， 煤层瓦斯含量大，穿层钻孔施工过程中垮孔严重，瓦斯预抽非常困难，

2、 严重威胁矿井采掘安全。随着矿井向深部延深，瓦斯威胁日益加剧， 因此矿积极推进氷治瓦斯”科技攻关，强化瓦斯抽采。矿井在成熟应 用水力割缝技术基础上，开展了高压水力压裂技术试验研究。本次水力压裂试验分两个阶段进行，累计压裂4个孔，压裂试验达到预期节点目标。试验第一阶段采用宝鸡航天动力集团生产的 HTB500型泵压裂2个孔（压1#孔，压2#孔）；试验第二阶段采用南 京六合煤机公司生产的 BZW200/56型泵压裂2个孔（压3#孔，压4# 孔）。压1#孔设计压裂M7煤层，累计注水量310.39m3,主泵压力17 41.7MPa,流量0.613.7m3/h之间，压裂过称中多次出现压力下降- 流量上升过

3、程，为检验压裂效果，在压裂孔倾向、走向方向累计施工 检验孔14个，经取样检测得出：压1#孔沿煤层倾向最大压裂影响范 围是50m,沿走向最大影响范围是70m。对压裂影响范围内的检验孔 与常规钻孔抽放效果进行对比，结果表明：压裂后，钻孔瓦斯自然排 放及抽采浓度、纯量均有大幅提高。自然排放条件下，压裂影响范围 内检验孔排放浓度为7895%,平均单孔瓦斯排放纯量提高 2.5倍； 在接抽条件下，压裂影响范围内钻孔抽采浓度提高 40%左右，平均单 孔瓦斯抽米纯量提咼1.9倍。压2#孔设计压裂M7Mi2煤层，累计注水量390.13m3，主泵压 力1724.4MPa,流量在1829.4m3/h之间。压2#孔试

4、验表明：同时 压裂M7M12时，只要中间有一层相对容易压裂的煤岩层， 其他煤岩 层无法压裂。压3#孔设计压裂 M7煤层，累计注水量102.6m3，泵压18.1 34.1MPa,累计施工检验孔9个，通过压风取样检测煤层水分知该压 裂孔沿煤层倾向最大影响范围是上方 30m,下方20m,沿走向最大影 响范围是30m。该孔压裂范围较小主要因为在其下方 510m处有一 闭合裂隙，对高压水有一定的卸压作用导致压裂影响范围较小；对压3#孔自然排放及抽采效果考察结果表明：前 3天，压3#孔自然排放浓 度为9495%,瓦斯排放纯量为0.0063780.010236mP/min;接抽27 天，考察结果为：抽采浓度

5、在1594%之间，抽采纯量为0.004731 0.012511 mP/min，平均为常规抽采钻孔的5倍以上；后期考察由于压 裂孔持续出水，对接抽考察结果有较大影响，所以恢复自然排放考察， 累计考察7天，自然排放浓度 94%，瓦斯排放量大，单孔纯量为 0.0227480.031757nf/min ,为常规钻孔抽采纯量的1015倍。从该 孔累计抽放35天的考察结果看，采用水力压裂措施后，压裂孔瓦斯 抽放量未出现衰减，随着煤层中水的排出，瓦斯抽放量在一定时间内 有增大现象。压4#孔设计压裂M8煤层，最终累计注水量121m3，泵压15 25MPa,累计施工检验孔10个，通过压风取样检测煤层水分可知：

6、该压裂孔沿煤层倾向最大影响范围是下方56.5m，沿走向最大影响范 围是40m。从压裂过程考察看，M8煤层注入流量（6 8m3/h）远大 于M7煤层（34m3/h）。压裂后，压4#孔由于放水卸压过程中堵塞 无法考察，对压4#检验孔的考察结果表明：M8煤层压裂范围内的检 验孔抽放效果好于M7煤层，平均单孔抽放纯量较常规穿层钻孔提高 210倍。/、八1前言松软低透气性煤层由于承受上部覆岩的重量， 煤层内原生裂隙受 压缩处于闭合或半闭合状态，导致煤层原始透气性较小。井下煤层水 力压裂技术采用高压泵将高压水通过钻孔注入到煤层，当液体压入速度远远超过煤层的自然吸水能力时，由于流动阻力的增加，进入煤体 的水

7、压力就逐渐上升，当超过煤层上方的岩层压力时，煤层内原生裂 隙被压开并向更远处扩展，形成新的流通网络，煤层透气性大大增加， 高压水排出后，压开的裂隙就为煤层瓦斯的流动创造了良好的条件， 达到提高煤层抽采效率的目的。打通一煤矿为煤与瓦斯突出矿井，煤质松软，煤层瓦斯含量大， 透气性系数低，穿层钻孔施工过程中垮孔严重，瓦斯预抽非常困难， 严重威胁矿井采掘安全。随着矿井向深部延深，瓦斯威胁日益加剧， 为高效增透抽采瓦斯，打通一矿强化水力压裂技术攻关，先后采用宝 鸡航天动力泵业生产的HTB500型高压泥浆泵以及六合煤机公司生 产的BZW200/56型高压泵进行了水力压裂试验，并对试验效果及该 技术的适用性

8、进行考察，试验过程中通过不断优化高压水力压裂技术 工艺，提高压裂效果、降低压裂成本，为水力压裂技术在全矿的顺利 推广应用提供了有力保障。打通一矿根据公司水治瓦斯计划要求，顺利完成节点计划任务， 公司计划任务及完成情况见下表1：表1松藻煤电公司打通一矿水力压裂计划表序号实施地点钻孔数时间节点实际开始时间完成时间1W10#瓦斯巷上平巷25月7月2011年5月已完成2W10#瓦斯巷210下29月11月2011年7月已于9月初完成2试验地点概况2.1工作面布置打通一矿现为上保护层的开采方式，主采煤层为M7、M8煤层。M7煤层作为保护层首先开采，为解决开采M7保护层时的大量瓦斯涌 入和对主采M8煤层的瓦

9、斯治理，必须对主采 M7、M8煤层进行煤层 瓦斯预抽，为提高预抽效果，分别对主采 M7、M8煤层进行高压水力 压裂增透。试验地点选择在W10#瓦斯巷，上方对应为W2706工作面 运输巷。2.2试验地点的煤层、瓦斯情况打通一矿可采煤层有 M7 M8共2层，各煤层厚度见打通一矿煤 层柱状图1。高压水力压裂试验地点煤层埋深约为 500590m。该处煤层瓦斯 含量及水分已在压裂试验前取样测定、煤层压力已通过施工测压孔测 定，瓦斯参数测定结果见表2。表2试验地点原始煤层瓦斯参数瓦斯参数测定位置测定时间测定值原始煤层瓦斯含量W10#CH4上平巷5月10日M7 : 19.22m3/tM8 : 20.85m3

10、/tW10#CH4210 处6月21日M7 : 18.93 m3/tM8 : 19.09 m3/t原始煤层瓦斯压力W10#CH4上平巷M75月6月M7 : 1.74MPaW10#CH4210 处 M85月6月M8 : 2.55MPa原始煤层含水量W10#CH4上平巷5月16日M7 : 1.15%5月16日M8 : 1.05%试验地点 W10#瓦斯巷目前风量1300m3/min，瓦斯浓度0.05%综合柱状图101112131415161718192021222324254 =1岩层名称7#煤层岩层厚度(m)层间距0.965.03真厚累计岩性柱状1:2002.520.962.070.222.752

11、.523.485.555.778.523.153.1511.672.102.1013.77砂质泥岩粉砂岩10#煤上分层10#煤下分层粉砂岩11#煤12#煤铝土岩0.200.2013.974.0818.051.2019.251.8021.0514.160.320.830.264.050.602.900.501.2022.252.4024.651.2025.852.2828.130.3228.450.8329.280.261.053.000.602.900.502.5017.8629.5430.5933.5934.1937.0937.5940.0957.95灰色，含菱铁矿结核，节理较发育。黑色，半

12、亮型，节理发育，含大量黄铁矿结核及晶粒，煤层倾 角10北倾。灰色，含大量黄铁矿结核，顶部含植物化石。黑色，半暗型，性脆，顶部为块状，含大量黄铁矿结核，煤层 倾角10，北倾。灰色，含菱铁矿结核，节理较发育。黑色，半亮型，节理发育，下分层中部含少量泥质，上分层含黄铁矿 结核和晶粒，煤层倾角10 ,北倾，其结构为2.65(0.2)0.3m。，质较纯，性脆，含少量菱铁矿结核，顶部含植物化石。灰色黑色，暗淡型，质不纯，顶部含少量泥质，煤层倾角10北倾。深灰色，薄层状，致密坚硬，垂直节理较发育。细粒，含泥质，夹铁白云石。灰色，含菱铁矿结核，节理较发育。深灰色，薄层状，致密坚硬，垂直节理较发育。灰色，质较纯

13、，性脆，含少量菱铁矿结核，顶部含植物化石。深灰色，薄层状，致密坚硬，垂直节理较发育。灰色，富含菱铁矿及黄铁矿结核。黑色，暗淡型，含大量泥质，较坚硬，煤层倾角9,北倾。深灰色，薄层状，致密坚硬，垂直节理较发育。黑色，暗淡型，含大量泥质，较坚硬，煤层倾角9,北倾。灰色，含大量黄铁矿结核，顶部含植物化石。灰色，富含菱铁矿及黄铁矿结核。黑色，块状，半亮型，含大量黄铁矿结核，煤层倾角9北倾。灰色，中厚厚，致密坚硬，垂直节理较发育。黑色，暗淡型，顶部为0.15m炭质泥岩，含大量泥质，煤层倾角9 北倾。灰白色，含大量黄铁矿结核。深灰色，厚层块状，致密坚硬，顶部节理较发育。3压裂设备选型及运输安装3.1压裂设

14、备选择根据打通一矿煤层赋存条件，本次高压水力压裂试验使用的高压 泵为宝鸡航天动力公司生产的 HTB500型压裂泵，以及南京六合煤机 公司生产的BZW200/56高压泵。各个泵的性能参数见下表 3。表3压裂泵主要性能参数型号额定压力最大流里柱塞数电压额定功率供水要求HTB50050MPa1100L/mi n3柱塞1140V400KW4寸水管0.3MPaBZW200/5656 MPa200 L/min5柱塞1140V220KW2寸水管0.1MPa3.2设备运输及安装整套设备的安放及管路布置需要考虑整套设备能够顺利到达安 装地点，要明确制定设备的下井路线。（一）HTB500型压裂泵运输及安装考虑到本

15、压裂泵组体积较大，整套设备的安放及管路布置需要考虑整套设备能够顺利到达安放地点， 设备的下井路线为：金鸡岩副斜 井t+350主石门tW区主石门tW区轨道下山f280主石门tW区 280皮带运输巷tW10#瓦斯巷进入试验地点。图2为水力压裂设备 安设地点示意图。（二）BZW200/56型压裂泵运输及安装本次高压水力压裂试验使用的高压泵为南京六合泵业公司生产的BZW200/56型压裂泵，压裂泵最大工作压力 56MPa,考虑到本压 裂泵组与宝鸡航天动力泵业公司的高压泵相比体积较小， 因此，设备 运输从罐笼下井，经竖井tw区主石门tw区轨道下山t280主石门tW区210材料下山tw区210石门tw区2

16、10大巷进入试验地点 图2为水力压裂设备到达压裂地点后的布置示意图。高压泵安设在W10#瓦斯巷+210处新鲜风流中，控制台布置在210 中部大巷至W10#瓦斯巷绕道内，见图2；水表安装在高压泵的进水侧， 将井下供水管连接至高压注水泵的水箱进水口；常压水通过高压泵加压后，采用高压胶管与压裂管连接，将高压水流输送至钻孔内。图2水力压裂设备布置示意图4钻孔设计及施工4.1压裂孔设计及施工（一）压裂孔位置本次压裂试验分两阶段进行。第一阶段采用宝鸡航天动力HTB500型高压泥浆泵，共设计压裂孔2个（压1#、压2#），位于W10# 瓦斯巷上平巷，其中压1#孔设计压裂M7煤层，压2#孔设计压裂M7M12煤层

17、；试验第二阶段采用六合煤机公司生产 BZW200/56型高压 泵，共设计压裂孔2个（压3#、压4#），位于W10#瓦斯巷210下方, 见图3,其中压3#孔设计压裂M7煤层，压4#设计压裂M8煤层。图3压裂钻孔位置图（二）压裂孔设计及施工压裂孔施工采用ZY-150型钻机，压裂孔施工参数见表 4表4 W10#瓦斯巷压裂孔施工参数压裂 孔号施工日期倾角方位角钻孔直径扩孔直径孔深排粉 工艺终孔位置压1#5.14中班90 - 75mm 94mm57.15m水排M7顶板1.5m压2#5.16中班90 - 75mm 94mm48m水排M7顶板1.5m压3#6.13中班90 - 75mm 94mm55.6m水

18、排:M7顶板1.5m压4#6.0夜班90 - 75mm 94mm51m水排M8顶板1.5m（三）压裂孔封孔工艺压裂试验第一阶段，孔内压裂管采用规格为：孔口前10米采用壁厚13mm，DN 25mm无缝钢管，孔内采用壁厚 8mm， DN25mm无 缝钢管，每段长2m，其中煤孔段内压裂管做成筛管，见图 4。图4压裂管顶端筛管段结构图H . .(b ibcfboooooocW ./ / 7. /.丝扣端200mm R4rfn顶端活动堵头压裂试验第二阶段通过总结第一阶段经验，孔口段10m仍采用壁厚13mm,DN25mm无缝钢管，孔内剩余段采用壁厚4mm,DN25mm 普通焊管，顶端结构与第一阶段的相同，

19、压裂管道达到使用要求。改 进后，由于孔内压裂管总重大大降低，压裂管输送时间由原来的23h 缩短到1h以内，压裂管成本比原来降低 70%，降低了成本、劳动强 度的同时，消除了压裂管由于自重过大导致滑落伤人的安全隐患。压裂孔封孔工艺图见 图6,压裂钻孔采用 75mm钻头施工完成 后，用 94mm直径的钻头扩孔至压裂煤层底板，确保 DN20mm注 浆管能正常送入孔内至 M7煤层底板；孔内压裂管为DN25 mm,壁厚 8.0 mm的无缝钢管，每根长2m,采用螺纹连接；压裂管前端为2根 筛管，筛管靠近 马尾巴” 5500cm用纱布包裹，防止砂浆回流堵塞 压裂管；压裂管每根长2 m,采用钻机送入，直接送入

20、压裂钻孔孔底； 封孔注浆管采用DN20mm钢管，每根钢管长2m,两头套丝，采用管 箍连接，送入孔内压裂煤层底板下 0.6米；注浆管口与截止阀连接， 截止阀与注浆泵注浆管连接；注浆时开启球阀，注浆结束后及时关闭 截止阀；在第3根压裂管上捆绑棉纱，其形状如 马尾巴”，其方法是 将棉纱一端绑在压裂管上，当压裂管筛管送至孔底时停止送管，向孔 外方向拉动压裂管，棉纱收缩，起到封堵水泥砂浆及过滤水的作用； 棉纱长度不小于0.4m，数量以与孔壁较紧密接触为准，为与压裂管绑捆，可在压裂管上焊接小齿。压裂钻孔孔口采用马丽散加棉纱封堵, 长度不低于1.5m，同时在孔口打入木塞；压裂钻孔采用水泥砂浆机 械封孔，水泥

21、与白水泥混合比例为 3： 1，注浆至压裂煤层底板位置图5压裂孔封孔工艺煤层活动顶盖压裂筛管m钻孔孔径75mm棉纱0.4m返浆孔用纱布缠绕水泥沙浆说明：1、封孔封到压裂煤层 底板。2、压裂管和注浆管安 装必须牢固，第1次注 浆高度为5m凝固能 够承压后，进行第2次 注浆。最终，各个压裂孔封孔施工见表 5。表5压裂孔封孔参数表压裂 孔号封孔日期钻孔终孔 位置封孔位置设计压裂 煤层封孔工艺材料使用量备注压1#5.15夜班M7顶板1.5mM7底板M7水泥砂浆二次注浆10包水泥，4 包白水泥试验 一阶段压2#5.19夜班M 7顶板1.5mM 12底板M7M125包水泥，2 包白水泥压3#6.17夜班M7

22、顶板1.5mM7底板M711包水泥，3.5包白水泥试验 二阶段压4#6.22早班Ms顶板1.5mMs 底板Ms7包水泥，2.5包白水泥4.2检验孔设计及施工（一）试验第一阶段检验孔设计试验第一阶段共设计检验孔 12个，检验孔终孔位置图见图 6, 其中，煤层走向方向东西两侧各设计8个检验孔，垂直巷道顶板施工， 煤层走向方向原则上施工一侧的检验孔， 按照一个钻场施工。实际检 验孔施工数量采用动态施工方法根据实际情况增至14个。图6 一阶段检验孔终孔设计位置巷 带 皮8西区运输巷检3-2检1-2 X P，F- jh检4-2 检 2-2-：；压2# 西区!j；,：瓦斯巷压1#检1-1区 西检2-1 检

23、3-1（二）试验第二阶段检验孔设计检验孔施工原则上是在煤层走向范围内只打钻孔一侧的检验孔，倾向方向上打上下两侧的检验孔，实际检验孔数量根据现场检验效果动态增减，检验孔设计见图7。检验孔瓦斯含量以及水分均压风取样 测定。压3#孔、压4#孔动态施工法根据实际情况实际分别施工 10个、 9个检验孔。图7 一阶段检验孔终孔位置图水力騒减总憾孔布酸片|hL H吊记话%r娜汨:U桶J話(i-c-.ii1j-rr 卜1 Hb5压裂实施5.1 HTB500型泵压裂试验5月13日5月18日施工压1#、压2#并成功封孔，其中压1#孔 终孔于M?煤层顶板1.5m,圭寸孔至M?煤层底板，采用水泥砂浆圭寸孔， 圭寸孔压

24、2#孔终孔于Ms煤层顶板1.5m, 封孔至M12煤层底板。于5月 19日5月28日采用HTB500型泵实施压裂。压1#孔在M7煤层累计 注水 310.39m3，泵压 26.741.6MPa,流量 0.613.7m3/h，压力-流 量变化见图&20100500100015002000250030003500压曩肘间(min)4000图8流量、压力一时间关系曲线2V3異Oo o O5 4 32.C图8为压1#孔压裂过程中流量、压力-时间关系曲线，已消除开 关泵过程压力流量变化对曲线的影响，通过分析曲线可初步得出以下 结论： 高渗透性硬煤层在压裂过程中，压力达到煤层起裂压力后煤层 压开，压力急速下降

25、，流量大幅上升，最终压力流量稳定。与高渗透 性硬煤层水力压裂不同，打通一矿松软突出煤层在进行水力压裂时呈 现特有的规律性： 在高压水压裂过程中，经过反复多次压力下降过程（图中较为 明显的有7处）； 多次压力下降过程中，均对应出现明显的流量上升，推断为多 次小范围压开后，注水量增加； 最终压力、流量相对稳定变化，压裂过称终止；从压2#孔压裂过程数据看，整个压裂过程中泵压 1724.4MPa,流量18.129.5m3/h，累计注水量390.13m3。从压力流量关系推断： 该孔由于压裂范围较大（M? M 12）,中间出现渗透率较大的煤岩层， 造成流量较大，压力降低。5.2 BZW200/56型泵压裂

26、试验6月13日6月25日施工压3#、压4#孔并成功实施封孔。压3# 孔、压4#孔分别终孔于M7、M8煤层顶板1.5m。6月23日6月27 日对压3#孔实施压裂，压 3#孔累计注水量 102.6mP，泵压18.1 34.1MPa;于6月28日早班开始压裂压4#孔，最终累计注水量121m3, 泵压1525MPa。本次压裂过程中，排除开关泵过程对泵压变化的影响， 持续压裂 过程中，泵压未出现明显下降；并且由于高压泵本身自带的流量监测 系统已坏（读数恒定变化，读数远大于实际值），因此，不能形成流 量变化曲线，难以通过流量的变化判断是否压开。 通过实施这次压裂 可得到以下结论： 从目前对压3#、压4#孔

27、压裂情况看，采用六合 BZW200/56型 泵压裂，在 M8煤层中的注水流量（68m3/h）要明显大于 M7煤层（34m3/h）,但注水压力明显小于 M8 （1525MPa）。 压3#孔初步检验可知有效压裂范围较小，主要与压3#孔下方5m范围内出现一贯通裂隙有关，该裂隙对压裂孔的有一定的泄压作用，使压裂孔内水沿裂隙渗出，难以在煤层中形成有效裂隙扩展。另 外，在压裂过程中，W10#瓦斯巷210绕道处（泵安装位置）由于水 压裂及渗水浸泡，该处巷道发生片帮和冒落（该处进场已严格找顶）， 因此，后续压裂过程中要严格避开绕道等巷道应力集中位置以及裂隙、岩溶、断层等构造带6压裂效果考察6.1压裂范围考察（

28、一）压裂试验第一阶段煤层含水量及瓦斯含量变化压1#累计施工效果检验孔14个，其中沿煤层倾向9个，沿煤层 走向有5个。由于压2#孔压裂的煤岩层含水量较大，采用压风排粉打 钻取样无法施工。压1#沿M7煤层倾向、走向检验孔压裂后含水量变化分别见图 9、图10：图9沿M煤层倾向含水量变化（东西向）-3-60 80-60-43-2002040至压孔距离(m)压裂前后含水量变化曲线（负距离为压1#孔倾向下方检验孔）表 明: 压裂后压1#孔倾向上方40、下方50m范围内含水量均有较大 幅度升高，表明倾向最大压裂影响范围为 50m; 图10为沿M7煤层走向含水量变化，根据该方向水分含量测定结果可得：M7煤层走

29、向压裂影响范围是70m图10沿M7煤层走向含水量变化（南侧）压裂后压1#孔倾向下方水分含量略高于下方水分含量。M7煤层原始水分含量为1.15%，综合考虑压裂孔倾向、走向的检验孔出水情况及水分含量测定结果，可判断压1#孔压裂影响范围见 图11：图11压1#孔压裂影响范围示意图压1#孔压裂影响范围示意图倾向下方W走向N倾向下方E压裂孔1检验孔（出水）检单孔（含水增加）*1检验孔（无水）_*1测压孔图例高压水压入煤层引起局部煤层瓦斯运移，导致压裂局部瓦斯重新 分布。通过施工检验孔进行取样检测瓦斯含量， 考察压裂范围内煤层 瓦斯含量分布，由于压裂完成后孔内卸压一定时间内煤层瓦斯又会沿 反方向分布，因此

30、考察的重点是前期施工的压1孔上方检3-4，检2-4, 检1-4,补检1共4个检验孔，该4个孔分别在完成压裂后37d内 施工，瓦斯含量数据较能反映水力压裂对煤层瓦斯分布影响，表6、图12为以上4个检验孔M7煤层瓦斯含量变化。表6压裂孔E向检验孔M7煤层瓦斯含量变化孔号距压1#孔距离M7瓦斯含量(m3/t)备注测压孔压1#上方70m19.22压裂前1检3-4压1#上方50m19.67压裂后检2-4压1#上方40m16.67压裂后检1-4压1#上方30m15.3压裂后:补检1压1#上方20m15.29压裂后图12压裂后M煤层瓦斯含量变化A2 7原始煤层瓦斯含事量线-+/(40102030405060

31、70至压1#孔距离(m)211 201918171615由以上曲线可以看出，压裂导致煤层游离瓦斯重新分布，有以下分布规律: 靠近压裂孔区域由于高压水在煤层中的驱替作用，煤层游离瓦斯向压裂延伸方向运移，越靠近压裂孔，瓦斯含量越低； 在压裂影响范围线附近区域（压1#孔在该方向压裂影响范围是 40m）,瓦斯含量一度超过原始煤层瓦斯含量，形成压裂富集区，见图13,主要与瓦斯在压裂作用下煤层瓦斯运移富集有关； 在压裂延伸方向瓦斯含量变化幅度并不大（压1#孔为15.2919.67 mP/t）,主要是因为煤层中大部分瓦斯以吸附瓦斯为主，游离瓦 斯只占很小一部分，压裂对煤层瓦斯的驱替只对游离瓦斯起作用；图压I

32、#孔压裂瓦斯压裂瓦斯富集区域（二）压裂试验第二阶段煤层含水量及瓦斯含量变化压3#共计施工检验孔9个，其中沿煤层倾向7个，沿煤层走向有 2个，压4#共计施工检验孔10个，其中沿煤层倾向7个，沿煤层走 向有3个。压3#孔检验孔水分及瓦斯含量测定结果见下表 7表7压3#孔检验孔取样测定情况检验孔号施工次序施工日期水分M7瓦斯含量（m3/t）备注补检3 （下50m）17.14 中1.5%15.11无水J3-1 （下 40m）27.15 早1.7%15.09无水J3-2 （下 30m）37.15 夜1.725%14.34无水J3-3 （下 20m）47.17 中1.725%16.211d后出水补检4 （

33、下10m）57.18 早3.775%15.67出水J3-4 （南 20m）67.19 夜2.5%17.941d后出水J3-5 （南 30m）77.20 中2.6%16.39无水J3-7 （上 20m）87.21 早3.65%18.371d后出水J3-8 （上 30m）97.21 夜3.2%17.2无水根据检验孔水分取样检验结果可推断压3#孔压裂影响范围如下图14压图孔压裂影孔压响范图倾向下方W走向S西区W10瓦斯巷图例压裂孔检验孔（出水）检验孔（含水增加）O检验孔（无水）走向N压4#孔检验孔水分及瓦斯含量测定结果见下表 8表8压4#孔检验孔取样测定情况检验孔号施工次序施工日期水分M 8瓦斯含量

34、m3/t备注J4-2 （下 30m）17.3早9.45%13.6出水J4-1 （下 40m）27.4早8.75%14.05出水补检1 （下50m）37.6早3.725%17.99出水补检2 （下56.5m）47.6夜1.85%17.85无水J4-5 （南 40m）57.9早1.775%18.401d后出水J4-4 （南 30m）67.9夜9.75%19.11出水J4-6 （南 50m）77.10 早5%15.6无水J4-7 （上 20m）87.11 早12.45%18.5出水J4-8 （上 30m）97.11 夜12.2%17.28出水J4-9 （上 40m）107.12 中2.25%16.9

35、无水根据检验孔水分取样检验结果可推断4#孔压裂影响范围如下图15。走向N倾向下方W检4-1检4-2检4-8检4-9压4孔检4-7* 检 4-5检4-6走向S检4-4倾向下方E图例压裂孔检验孔（出水）检验孔（含水增加）检验孔（无水）西区W10瓦斯巷6.2自然排放及抽采效果考察压1#孔及其14个检验孔于7月6日接表，于7月25日进行接抽 考察，目前已获得考察数据。压 3#孔、压4#孔、18个检验孔及3个 对比孔于7月26日接表，经自然排放4天后于7月30日进行接抽， 目前已获得部分接抽数据。（一）压1#孔检验孔自然排放情况压1#压裂孔及检验孔于7月5日开始装煤气表自然排放同时进行 读数并利用高浓度

36、瓦检仪测定瓦斯浓度， 其中，压1孔由于在孔内卸 压排水过程中导致钻孔堵孔，无法获得试验数据。由检验孔补2、补3、补4、2-2、2-1自然排放及抽采数据可知 该5孔发生塌孔，不列入对比考察范围。根据自然排放浓度以及瓦斯 排放混合量，计算各孔瓦斯自然排放纯量，见下表 9。表9各孔瓦斯自然排放纯量孔号 日期X各孔瓦斯自然排放纯流量（m3/min）补11-41-23-14-12-32-43-23-47.80.004060.000510.002230.003640.002500.002660.000040.000420.000047.90.002270.000150.001590.002160.0013

37、80.001770.000060.000360.000017.110.003410.001430.000380.003210.002110.002570.000090.000480.000047.120.003260.001270.003860.003160.002150.002440.000040.000230.000187.130.003230.001330.002450.003380.002300.002610.001180.000180.000567.140.003600.001940.002430.003720.002560.003020.001710.000650.000887.1

38、60.003070.002320.002410.003220.002190.002580.001400.000700.000757.180.003360.002650.001250.002890.002520.002530.001550.000870.000347.190.003280.002500.002040.002860.002550.002600.001730.000830.000077.200.002750.002290.001380.002660.002340.002470.001900.000760.000877.220.003300.002550.001350.002670.0

39、02670.002960.002370.000830.00123根据压1#孔压裂影响范围考察结果，以上重点考察9个孔中，补1、1-4、1-2、3-1、4-1、2-3 为压裂影响范围内的孔，2-4、3-2、3-4为压裂范围外（或压裂线上）的孔。两组孔位置见图16。将该两组孔的平均单孔排放纯量进行对比考察。图16对比钻孔位置示意图图17平均单孔瓦斯自然排放纯量对比曲线量纯放排孔单0.00350.0030.00250.0020.00150.0010.000505101520排放天数（d）0图17为自然排放条件下，压裂范围内钻孔与常规钻孔进行效果 对比。压裂范围内单孔平均瓦斯排放纯量较常规钻孔提高约2

40、.5倍。（二）压1#孔检验孔接抽效果考察压1#压裂孔及其检验孔于7月24日完成接抽，接抽后各孔瓦斯 抽采浓度见表10,其中，压1#孔因垮孔无接抽数据。对比分析过程中同样将常规钻孔作为对比孔进行分析。表10各孔瓦斯抽采浓度理号各孔瓦斯抽采浓度（%）补11-41-23-14-12-3平均2-43-23-4平均7.2574455376627063.365165043.77.2675204865607061.762134740.77.2764214865606557.8561432347.2862204563586054.5551034337.2921151020303021.216102015.37

41、.3020151021303021.215101814.3压裂范围内检验孔较常规钻孔平均单孔浓度提高40%左右根据抽采浓度以及瓦斯抽采混合量，计算各孔瓦斯抽采纯量，其中7月25日-7月29日负压5.33KPa, 7月29日负压调为13.3KPa,瓦斯抽米纯量计算值见下表11。表11瓦斯抽米纯量对比孔号 日期X各孔瓦斯抽采纯量（m3/min ）补11-41-23-14-12-32-43-23-47.250.004060.000510.002230.003640.002500.002660.000040.000420.000047.260.012520.005710.008350.004090.0

42、05930.001970.004380.000410.002317.270.011720.007190.010550.003430.008600.001920.005470.000450.001987.280.009430.001930.004680.004620.004260.002380.006570.000210.001947.290.003170.001530.001710.004460.002530.000760.001260.000200.000847.300.004740.001590.002550.007970.004130.000950.001840.001050.00184

43、图18为抽采条件下，压裂范围内钻孔与未受压裂影响的钻孔进行效果对比。压裂范围内钻孔单孔平均抽采纯量平均提高1.9倍图18平均单孔抽采纯量对比谨泪天戴:d）（三）压3#孔及检验孔自然排放及接抽效果考察压3#孔于7月26日安装瓦斯表进行自然排放4天后接抽，考察数据见下表12、图19;检验孔以及对比孔于7月31日安装瓦斯表，8月1日开始接抽表12压3#孔自然排放及抽采效果考察记录表测定时刻浓度累计天数单次混合量纯量备注时间(%表读数（m）(d)(mi)(nT/min )7. 27 早-9513.75113.750.009071自然排放7. 28 早-9423.5229.770.006378自然排放7

44、. 29 早-9439.2315.680.010236自然排放7. 30 早-9449.3410.100.006593负压13KPa8 . 1早-8392.71643.410.012511负压14KPa8 . 3早-83131.26838.550.011110负压 13.3KPa8 . 4早11:17-167.73936.47-负压 13.3KPa8 . 4夜22:1537179.67-11.940.006714负压 13.3KPa8 . 8早8:3541236.791357.120.004731负压 13.3KPa8 . 9早10:32-13617.3 (初始)14-表坏换表8 . 10 早

45、10:574113645.81528.500.007976负压 13.3KPa8 . 12 中17.013513715.551769.710.00740221.28KPa8 . 15 早10:553013791.28 (坏)2075.730.00574621.28KPa8 . 17 早10.2827表坏22-21.28KPa8 . 19 早-15表坏-21.28KPa8 . 22 早11:0718换表：读数57.1-21.28KPa8 . 24 早10:1027表坏2945.090.00945521.28KPa8 . 28 早11:0211:5294255.06 256.27331.210.0

46、22748自然排放8 . 29 早11:2094298.543442.270.028220自然排放9 . 2中16:0094499.8938201.350.031757自然排放图19压3#孔自然排放及抽采纯量变化曲线0.妊0.0300,0250. 020Oi 01S0； 0100. 0C50. 0000510152025旳冋Cd)303540对压3#孔自然排放及抽采效果考察结果表明：前3天，压3#孔自然排放浓度为9495%,瓦斯排放纯量为0.0063780.010236m3/min; 接抽27天，考察结果为：抽采浓度在1594%之间，抽采纯量为0.0047310.012511 m/min，平均

47、为常规抽采钻孔的5倍以上；后期 考察由于压裂孔持续出水，对接抽考察结果有较大影响，所以恢复自 然排放考察，累计考察7天，自然排放浓度94%，瓦斯排放量大，单 孔纯量为0.0227480.031757m7min ,为常规钻孔抽采纯量的1015 倍。从该孔累计抽放35天的考察结果看，采用水力压裂措施后，压 裂孔瓦斯抽放量未出现衰减，随着煤层中水的排出，瓦斯抽放量在一 定时间内有增大现象。对压3#孔检验孔的抽放考察结果见表 13 （部分瓦斯表由于出水 量大，损坏），图20。表13压3#检验孔瓦斯抽采纯量考察记录表考察日期累计天数单孔瓦斯纯量 mi/mi n3-13-2补43-43-53-73-88/

48、1早20.001783 0.007231 001696 0.000302 0.00129；5 0.0013260.0011248/3早40.003507 0.012877 003346 0.001：210 0.001447 0.0036640.0010658/4夜5-0.006341 0.007519 0.0)0899 0.001131 0.0113230.0025368/8早100.000558 C.003251 0.0()6849 0.000512 0.000574 0.0014430.0043278/10 早120.000459 C.003146 0.0()4375 0.000925 0.001584-0.0004868/12 中140.000184 C.000957 0.0()2037 0.000：258 0.000273-0.0016358/15 早170.000000 C.000237 0.0()6173 0.000：391 0.00015-0.0075098/17 早190.000000 C.000165 0.0()2884 0.000116-0.0033068/19 早210.000000 C.000253 0.0()2021 0.000：339-0.0004