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薄至中厚煤层群矿区采动卸压煤层气抽采井优化设计
1
作者
徐昂
桑树勋
+6 位作者
周效志
韩思杰
陈捷
冯云飞
娄毅
颜智华
高为
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第3期385-399,共15页
利用煤层气井对采煤过程中邻近煤层卸压煤层气抽采是一种高效的瓦斯综合治理与煤层气开发手段。查明采动覆岩应力−裂隙场演化特征,并据此开展煤层气井优化设计是提高卸压煤层气抽采效率的关键。以黔西山脚树煤矿221015工作面为工程场景...
利用煤层气井对采煤过程中邻近煤层卸压煤层气抽采是一种高效的瓦斯综合治理与煤层气开发手段。查明采动覆岩应力−裂隙场演化特征,并据此开展煤层气井优化设计是提高卸压煤层气抽采效率的关键。以黔西山脚树煤矿221015工作面为工程场景和实例,基于地质−工程模型构建与工程数据分析,阐明了覆岩层内及层间应力演化特征,探讨了覆岩裂隙与增渗区分布形态,优化了煤层气井井位部署、井身结构设计及增产措施。研究表明:研究区煤系岩石力学性质频繁强弱交互的地质特征提高了卸压煤层气抽采效果。关键层逐次破断后,工作面上方5~20 m层段为贯通裂隙带,带内富集的大量游离态甲烷可跨层运移产出,为煤层气井主气源带。工作面上方20~45 m层段属弯曲下沉带内微裂隙发育带,具有近2000 m^(3)/d的单层煤产气潜力。该带卸压煤层气以层内运移为主,并积聚了裂隙带煤层气。压实区沿工作面走向的边界切线、压实区沿工作面走向的边界切线与回风巷间的中轴线、裂隙区边界线围成的区域是最有利的井位部署位置。采用高强度水泥固井与扩孔完井的“二开”井或采用筛管悬挂完井的“三开”井井筒稳定性好,可保障煤层气井长期抽采工作。优化方案为黔西地区煤矿采动区卸压煤层气抽采井日产气35000 m^(3)的突破提供了技术支撑,显著减弱了工作面瓦斯突出风险。基于多层叠置含煤层气系统的地质特点,“合层压裂排采+采动卸压抽采”的“一井多用”模式可作为“提产增效”的重点研究方向。
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关键词
薄至中厚
煤层
群
采动区
覆岩“三带”分布
煤层气井优化设计
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职称材料
题名
薄至中厚煤层群矿区采动卸压煤层气抽采井优化设计
1
作者
徐昂
桑树勋
周效志
韩思杰
陈捷
冯云飞
娄毅
颜智华
高为
机构
煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室
中国矿业大学资源与地球科学学院
中国矿业大学碳中和研究院
江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室
贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心
贵州盘江煤层气开发利用有限责任公司
出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第3期385-399,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(42030810)
贵州省科技计划资助项目([2022]ZD001-05)
贵州省科技创新人才团队资助项目(黔科合平台人才-CXTD[2022]016)。
文摘
利用煤层气井对采煤过程中邻近煤层卸压煤层气抽采是一种高效的瓦斯综合治理与煤层气开发手段。查明采动覆岩应力−裂隙场演化特征,并据此开展煤层气井优化设计是提高卸压煤层气抽采效率的关键。以黔西山脚树煤矿221015工作面为工程场景和实例,基于地质−工程模型构建与工程数据分析,阐明了覆岩层内及层间应力演化特征,探讨了覆岩裂隙与增渗区分布形态,优化了煤层气井井位部署、井身结构设计及增产措施。研究表明:研究区煤系岩石力学性质频繁强弱交互的地质特征提高了卸压煤层气抽采效果。关键层逐次破断后,工作面上方5~20 m层段为贯通裂隙带,带内富集的大量游离态甲烷可跨层运移产出,为煤层气井主气源带。工作面上方20~45 m层段属弯曲下沉带内微裂隙发育带,具有近2000 m^(3)/d的单层煤产气潜力。该带卸压煤层气以层内运移为主,并积聚了裂隙带煤层气。压实区沿工作面走向的边界切线、压实区沿工作面走向的边界切线与回风巷间的中轴线、裂隙区边界线围成的区域是最有利的井位部署位置。采用高强度水泥固井与扩孔完井的“二开”井或采用筛管悬挂完井的“三开”井井筒稳定性好,可保障煤层气井长期抽采工作。优化方案为黔西地区煤矿采动区卸压煤层气抽采井日产气35000 m^(3)的突破提供了技术支撑,显著减弱了工作面瓦斯突出风险。基于多层叠置含煤层气系统的地质特点,“合层压裂排采+采动卸压抽采”的“一井多用”模式可作为“提产增效”的重点研究方向。
关键词
薄至中厚
煤层
群
采动区
覆岩“三带”分布
煤层气井优化设计
Keywords
thin to medium thickness coal seam groups
mining area
overburden“three zones”
coalbed methane well optimization design
分类号
P618 [天文地球—矿床学]
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1
薄至中厚煤层群矿区采动卸压煤层气抽采井优化设计
徐昂
桑树勋
周效志
韩思杰
陈捷
冯云飞
娄毅
颜智华
高为
《煤炭科学技术》
北大核心
2025
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