液态二氧化碳致裂增透技术在下沟煤矿的应用

为解决下沟煤矿ZF302工作面绝对瓦斯涌出量大、瓦斯预抽时间短等问题,论证二氧化碳致裂技术在该矿的适用性,采用现场试验和理论分析的方法讨论了二氧化碳致裂对该工作面瓦斯预抽增透效果。经试验分析得出了二氧化碳致裂技术在ZF302工作面瓦斯预抽增透影响极限半径为12 m。结合分组试验结果确定了ZF302工作面二氧化碳致裂增透钻孔的最佳间距为8m,在致裂增透试验区域,瓦斯预抽钻孔在一个月内平均抽采量增加了约150%。研究表明:液态二氧化碳致裂增透技术在该矿的应用取得了一定的成效,分析结果可为该矿工作面瓦斯预抽增透提供科学依据。

液态二氧化碳爆破技术在白芨沟煤矿的实践与应用

本论文通过对国家能源集团白芨沟煤矿煤层透气性情况进行了认真分析;并详细阐述了液态二氧化碳爆破增加煤层透气性技术的工作原理,施工方法,施工注意事项,为矿井增加煤层透气性提高瓦斯抽采效率提供了新的思路和新的技术工艺,有力地促进了矿井的安全高效地生产。

二氧化碳预裂增透技术在大兴矿应用前的对比与展望

大兴矿主采煤层的主要地质构造均已探清,各煤层基础参数均已由有资质的单位进行测定,主采煤层有一个共性特点,煤层透气性低,属于难抽采煤层。为了解决这个问题,采用过水力压裂、深孔爆破等一系列《防治煤与瓦斯突出细则》上的推荐方法,抽采效果有明显提升,但都不尽人意。目前国内先进的增透技为二氧化碳增透技术,通过与水力压裂增透技术的对比,二氧化碳增透技术有明显的优势。

基于二氧化碳深孔致裂增透技术的低透煤层瓦斯治理

为解决低透气性煤层瓦斯抽采中存在长深钻孔抽采有效影响范围小、抽采效率低、抽采周期长等问题,在司马煤矿3号煤层1211工作面进行100 m深孔二氧化碳致裂强化增透的试验及应用,以提高煤层透气性,缩短瓦斯抽采周期。在未抽采及已抽采煤层中分别进行了100 m深孔致裂试验,采用示踪气体法,确定了煤层致裂增透钻孔间距为10 m。通过在1211工作面走向300 m范围内的煤层深孔致裂增透应用表明:利用二氧化碳深孔致裂能实现对3号煤层的高效渗透和瓦斯驱替,煤层瓦斯解吸量和瓦斯压力显著降低,在60 d内煤层瓦斯含量平均降低1.8 m^3/t,改善了低透气性高瓦斯煤层难以抽采的现状,显著缩短抽采周期。

二氧化碳致裂器深孔预裂爆破煤层增透新技术

针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大、预抽效率低的问题,研发出二氧化碳致裂器深孔预裂爆破煤层增透新技术,通过理论分析、现场试验和数值模拟研究发现：采用二氧化碳致裂器在煤层中进行深孔预裂爆破,可促进煤层孔隙系统发育,提高煤层的透气性,达到强化抽采瓦斯的目的。贝勒煤矿井下试验结果显示,致裂后钻孔瓦斯流量增大3.8~6.7倍,钻孔瓦斯流量衰减系数由0.691 1 d-1降为0.052 8 d-1,煤层透气性系数提高26倍,预裂影响半径达4.5~5.7 m,在很大程度上改善了矿井瓦斯治理的效果,降低了瓦斯治理的经济成本,确保了煤矿采掘接替和安全生产。

基于水力割缝与二氧化碳致裂的煤层增透技术研究

针对单一煤层增透技术手段的局限性,提出了气液两相综合作用煤层增透技术,含二氧化碳致裂增透技术和水力割缝增透技术。对气液两相综合增透技术原理和工艺进行了研究,确定了水力割缝工艺的低压钻进、高压割缝工艺以及二氧化碳致裂工艺,设计了气液两相综合增透效果考察现场试验方案。现场试验结果表明:采用气液两相综合增透后,瓦斯抽采平均混合量达到12.80 m3/min,是增透之前平均混合量的9.41倍,瓦斯抽采平均纯量达到9.53 m3/min,是增透之前平均瓦斯纯量的14.44倍;且气液两相综合增透后的瓦斯抽采效果均远高于采用单一增透技术的瓦斯抽采效果,气液两相综合作用增透技术为煤层增透提供了一种新的技术手段。

基于二氧化碳致裂增透技术的低透煤层瓦斯治理

为解决马堡煤矿15#煤掘进工作面瓦斯涌出量大、抽采效果差的问题,通过理论分析和现场试验的方法,分析了二氧化碳致裂增透机理,设计了煤层增透试验方案,并在二采区运输下山掘进工作面进行了应用.在巷道迎头实施二氧化碳致裂爆破后,2组钻孔内瓦斯浓度平均提高了3倍,巷道掘进期间回风流中瓦斯浓度由抽采前的0.79%降为爆破后的0.26%,下降了67%,瓦斯平均抽采纯量提高了2.39倍,平均抽采混量提高了0.87倍.研究表明,二氧化碳致裂增透技术是一种有效的煤层增透手段,可以改善高瓦斯低透煤层难抽采的现状,显著提高瓦斯抽采效果.

二氧化碳爆破深孔预裂强化增透试验研究

针对胡家河煤矿煤层具有煤与瓦斯突出危险性的事实,认真地分析了该煤矿采用二氧化碳爆破增加煤层透气性的瓦斯抽采相关参数,提出了二氧化碳爆破深孔预裂强化增透技术优化方案,优化后的瓦斯抽采钻孔孔径75 mm,孔深100 m,孔间距10 m。

基于低透气性煤层的二氧化碳爆破增透技术试验研究

为考察利用二氧化碳爆破增透技术对低透气性煤层瓦斯抽采效果的影响,采用理论分析研究了二氧化碳爆破增透技术对低透气性煤层的增透原理,并在20321工作面回风巷道进行了二氧化碳增透技术试验,对比分析了爆破孔间距分别为2 m和3 m时与爆破前的增透效果。试验表明,距离2m处的抽采孔瓦斯抽采浓度提高至5倍,抽采纯量提高至6倍,160min后瓦斯浓度衰减明显;距离3m处抽采孔瓦斯抽采浓度提高至4倍,抽采纯量提高至4倍,120min后瓦斯浓度衰减明显。

液态二氧化碳压裂技术研究现状与展望

液态二氧化碳压裂技术是生产运营过程中增产改造的一种常见工艺技术,而将液态的二氧化碳作为压裂液具有多种优点。液态二氧化碳是一种无毒、无味的物质,在其使用过程中,不会对储层造成任何伤害。过去,压裂技术中使用最多的就是水基压裂液,水基压裂液在致密气藏、页岩气藏开发中具有许多问题,而液态二氧化碳压裂技术则从根本上改变了这一不足。下面,结合液态二氧化碳压裂技术的使用现状,深入探讨了液态二氧化碳的应用特点、发展现状和研究方向,以期为日后的相关工作提供参考。

液态二氧化碳压裂技术的推广

从80年代早期北美就开始采用以液态二氧化碳为基础的压裂液系统泵入油(气)藏进行储层改造，1994年开始采用以液态二氧化碳／氮气为基础的压裂液系统进行压裂。该压裂液已广泛用于渗透率值在0．1～10达西的各种地层中，在1000多口井中应用，其井深超过3000米，井底温度10～110℃。该压裂液的物理和化学性质非常有吸引力。以前曾作过一些增加液态二氧化碳粘度尝试，但都未成功。本文介绍一种既能增加粘度又能保持液态二氧化碳非破坏性的新型压裂液，它是在液态二氧化碳中形成氮的泡沫。该压裂液使用一种不损坏地层的易溶性二氧化碳发泡剂，可以释放在大气中而不会污染环境。它不含其它压裂液，如水、乙醇或碳氢化合物。泡沫的形成遵循常规的发泡物理原理。由于只使用数量有限的液态二氧化碳(对于内部质量为75％～80％的泡沫大约占20％～25％的体积)，大多数工作能在一天内完成，用该系统比典型液态二氧化碳压裂系统成本效率更高。

突出煤层回采面CO_(2)致裂二次增透后高效回采技术研究

天池煤矿15号煤层瓦斯含量高,难抽采,在回采割煤时,存在瓦斯超限隐患,且一个割煤循环需要6h以上,严重制约了工作面的回采速度。为提高开采效率,利用CO_(2)致裂煤岩的技术方法,提出了突出煤层回采面CO_(2)致裂二次增透高效回采技术。通过试验发现:CO_(2)致裂后,瓦斯涌出量平均减少了16.7%,并能实现密集钻孔条件下的瓦斯高效抽采,提高回采速度。割煤速度从致裂前2.11~2.91刀/d提高到3.38~4.59刀/d,平均提高了1.63倍。

水力压裂增透技术在昌兴煤矿松软低透煤层瓦斯治理中的试验研究

为提高昌兴煤矿松软低透煤层瓦斯抽采效果,拟对2101和2102运输巷掘进条带区域进行水力压裂增透技术试验,在1320运输石门钻场设计施工5个压裂钻孔,并对钻孔进行套管和固孔,根据10号煤层性质确定压裂参数和压裂泵选型,经过水力压裂,由瓦斯参数统计分析结果可知,试验增透效果较为明显,压裂区单孔抽采瓦斯浓度及抽采量得到大幅度提升,该技术的成功试验为矿区类似条件的煤层瓦斯治理提供了参考。

煤矿水力压裂增透技术研究

煤矿水力压裂增透技术作为一种高效煤层增透方法,在煤层开采中得到了广泛应用。基于此背景,对煤矿水力压裂增透技术进行了系统综述,从采矿工艺的演变、水力压裂增透技术介绍、危害与防控、关键技术研究和技术的优化与发展等方面进行了探讨,旨在加深相关从业人员对煤矿水力压裂增透技术的了解和掌握。

我国二氧化碳干法加砂压裂获重大突破

近日，中石油重大现场攻关试验项目——二氧化碳干法加砂压裂技术，完成了由重点设备研发、室内工艺技术试验到作业现场验证的关键性“三步走”，为这项技术在国内标准化作业、规模化应用奠定了基础。该技术通过使用液态二氧化碳代替常规水基压裂液，具有无残渣、无水相、返排快、对储层无伤害等优点，在环保增储方面优势明显。

吉林油田前置二氧化碳压裂获突破

7月18日,吉林油田城深131井已压裂完成40余天,正式投入生产后,日产气可达1.5×10^4m^3。今年年初以来,吉林油田针对王府—德惠地区地层压力系数低、压裂液滤失大等问题,在借鉴以往二氧化碳干法压裂取得经验效果的基础上,通过前置液态二氧化碳增能＋冻胶压裂液加砂压裂,提高近裂缝地层的能量,降低压裂液滤失,提高压裂液返排率。

一种煤体电脉冲增透技术及试验分析

我国是世界上煤与瓦斯突出灾害最为严重的国家,瓦斯灾害影响着我国煤矿安全生产,防治瓦斯灾害的有效方法是采用瓦斯抽采技术。贵州是国家重要能源基地,大部分矿井所开采的煤层多属于低透气性煤层,各矿区主采煤层大多数为较难-难抽采煤层,主采煤层在未卸压的情况下瓦斯抽采普遍较为困难。为了保障煤层瓦斯顺利抽采,对低渗透煤层开展增透是目前常用的技术手段,如采用二氧化碳致裂增透、水力化增透及电脉冲增透措施等。

低渗煤层液态CO_2相变定向射孔致裂增透技术及应用

如何实现深部煤层瓦斯的高效抽采是保障我国煤炭企业安全生产的重要问题,而低透气性煤层瓦斯储层增产改造则是其中的核心技术和热点问题。为解决低透气性煤层瓦斯高效抽采技术难题,研究提出了地应力条件下优势射孔致裂方向的确定方法及低渗煤层液态CO_2相变定向射孔致裂增透技术,现场试验及应用研究形成了液态CO_2相变定向射孔致裂增透网格式瓦斯抽采方法。研究表明:孔壁破裂压力受钻孔方位角、倾角影响具有明显的方向性,并确定了试验区液态CO_2相变定向射孔优势致裂方向;该技术可有效增加煤样孔隙度、孔径、比表面积、可见孔比例等,改善煤岩体内孔隙结构及渗流能力,提高瓦斯抽采纯流量9~12倍,降低煤层瓦斯抽采流量衰减系数92%;现场试验及PFC2D数值模拟研究确定了该技术的影响半径为9~13 m;应用表明液态CO_2相变定向射孔致裂增透网格式瓦斯抽采方法,可有效预防低透气高突煤层巷道掘进期间的瓦斯超限问题,提高巷道掘进速度4~5倍。

液态CO_2相变致裂二次增透技术

针对平煤十三矿瓦斯压力高、含量高,前期水力冲孔效果不理想,钻孔后期抽采效率低等情况,将液态CO_2相变致裂技术应用于煤层二次增透。采用理论分析与现场试验相结合,阐述相变致裂机理,分析液态CO2相变致裂技术优势,考察相变致裂效果。现场试验表明,相变致裂后,煤层裂隙大幅增加,抽采54 d,煤层瓦斯单孔平均抽采纯量为致裂前的1.08~1.73倍。

液态CO_(2)相变致裂在低渗低透强突出煤层的应用研究

针对低透气性煤层瓦斯含量高、预抽效果不理想的问题,采用液态CO_(2)相变致裂技术,在穿层钻孔中利用瞬间产生的高压CO_(2)气体冲击煤体,产生大量裂隙并促使裂隙发育、扩展,以达到提高煤层透气性的目的。在绿塘煤矿南二采区S204工作面进行的试验表明:液态CO_(2)相变致裂技术可有效提高瓦斯抽采效果,试验后平均抽采流量为0.057 m^(3)/min,是试验前的4.3倍,是相同抽采时间内水力冲孔措施平均抽采流量的2.3倍;抽采浓度也有所提升;在试验考察期内流量衰减系数降低到0.046 d^(-1),增透效果显著。