台格庙矿区基岩孔隙裂隙发育规律及富水性分区研究

为了减轻顶板砂岩水对矿井安全生产的威胁,以台格庙矿区各井田为例,结合专项水文地质勘查成果,采用层次结构分析法,深入分析了地质构造、裂隙特征、含水层厚度、岩心采取率、单位涌水量、渗透系数、冲洗液消耗量等,进行了煤层顶板砂岩孔隙裂隙发育特征研究和富水性分区预测。结果表明:煤层顶板砂岩孔隙裂隙发育不均匀,勘查区西北部、一井田南部为孔隙裂隙发育区,中部孔隙裂隙发育相对较弱;首采煤层顶板含水层勘查区中部的富水性强-较强,周边的富水性较弱-弱。提出了建设井下排水系统、超前疏排地下水、探放采空区积水、启封封闭不良钻孔、隐伏构造探查等的防治水措施。

沁水盆地郑庄区块北部煤层气直井低产原因及高效开发技术

为了实现沁水盆地郑庄区块北部深部煤层气高效开发,通过深入分析煤储层地质条件和开发资料,并对比浅部煤层气开发数据,以含气量评价资源为基础,综合储层渗透性、地解压差,煤体结构和地应力状态等评价煤层气采出难易程度,明确郑庄区块北部煤层气井低产原因,并提出高效开发的适应技术。结果表明,郑庄北部煤层含气量整体较高,在20 m^(3)/t以上;郑庄北部绝大部分地区裂隙发育指数均小于140,渗透率极低;绝大部分地区地解压差大于6 MPa,导致煤层气井有效解吸范围小,宏观解吸效率低;绝大部分地区煤层中碎煤比例在0.7以上,导致水力压裂裂缝较短;垂向应力大于水平应力,为大地静力场形地应力,水力压裂易形成垂直裂缝,裂缝延伸较短。极低的渗透率、相对较高的地解压差、高碎煤占比和大地静力场形地应力状态耦合导致郑庄北部煤层气开发效果较差。仿树形水平井采用人工井眼实现煤层密切割,缩短了煤层气、水渗流距离,利于实现协同降压增产,有力克服了高地解压差的不利影响;同时采用人工井眼代替压裂裂缝,解决研究区水力压裂造缝短的难题,取得了产量突破,但存在不利于排水降压和井眼易垮塌的风险,且其成本高、收效低。L形水平井密切割分段压裂技术克服了仿树形水平井不利因素。与直井相比,L形水平井成本增加2倍,但煤层气产量增加近100倍;且L形水平井与仿树形水平井产量相当,但其成本仅是后者的40%。由此可知,L形水平井可以实现郑庄北部深部煤层气的高效开发。