[发明专利]煤层气储盖层立体缝网改造增透技术

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气（瓦斯）储盖层的强化增透技术领域，具体涉及一种煤层气（瓦斯）储盖层立体缝网改造增透新技术。

背景技术

近年来，矿井开采向深部发展，一些矿井的开采深度已超过1000 m。随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量逐渐增加，煤层瓦斯压力增大，一些低瓦斯矿井或高瓦斯矿井逐步升级为突出矿井，造成瓦斯事故频发，并已成为制约煤矿安全状况好转的瓶颈。因此，瓦斯治理是当前煤矿安全工作的首要任务，该问题亟待解决。

我国瓦斯治理的十二字方针“先抽后采、监测监控、以风定产”反映了煤矿瓦斯防治的客观规律和基本要求，凝聚了血的教训，是煤矿安全生产实践经验的概括和总结。特别是“先抽后采”，对防范瓦斯事故具有釜底抽薪、源头治本的作用，是煤矿安全生产的基础性、关键性措施。但因煤层的低渗透特征严重影响，采用常规的钻孔布置方式预抽煤层瓦斯时，往往达不到所要求的抽采效果；因此提高煤层的渗透性已成为提高瓦斯抽采效果的关键。针对低渗煤层瓦斯抽放的问题，传统方法只有依靠降低钻孔间距、增加钻孔工程量、延长抽采时间等措施来达到预抽效果，这些都没能改变目前煤矿井下瓦斯超限频繁、采掘接替紧张的局面，这与构建本质安全型矿井的目的不相符合，亟需新的瓦斯抽采手段来改变这种困境，为此，需采用强化增透抽采瓦斯方法，人为强迫沟通煤储盖层内的原有裂隙网络并产生新的裂隙网络，实现立体缝网改造，使煤储盖层透气性增加，为加强瓦斯抽采提供了更广阔的作业空间，提高瓦斯抽采效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤层气（瓦斯）储盖层立体缝网改造增透新技术，本发明可以解决松软、低渗、高突煤层的区域消突技术难题，也可增加硬煤渗透率提高其瓦斯抽采的效果，同时有效增加被改造层的厚度和广度，为加强瓦斯抽采提供了更广阔的作业空间。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

从地面向未采区煤层顶底板均施工顺层水平井，通过射孔、分段压裂，或者，利用现有井巷工程向未采区煤层顶底板施工顺层、立体交叉式或多分支长钻孔进行水力压裂，将煤层气（瓦斯）储盖层改造成纵横交错的裂隙网络系统，形成“改造体积”，然后在改造体积内施工各种类型的抽采钻孔，与压裂井（孔）一起进行负压抽采，使煤层瓦斯不断解吸、扩散，并通过改造体积被大规模抽采出来。

所述的“改造体积”，通过改造实现对煤岩体基质块形成内部分割，裂缝的张开和扩展增加了裂隙的空间体积，裂隙的延伸增加了裂隙之间的连通，从而形成一个相互交织的多裂隙连通网络。将可以渗流的有效储集层打碎，使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大，使得煤层气（瓦斯）从任意方向的基质块向裂缝的渗流距离最短，极大地提高储盖层整体渗透率，实现对煤层气（瓦斯）储盖层在长、宽、高三维方向上的全面改造，整个改造的影响范围就是“改造体积”。

采用地面钻井时，从地面向未采区煤层顶底板均施工水平井，水平井的数目可以是两条或者是多条，具体数目根据地质特征等具体设计。

采用井下钻孔时，利用现有井巷工程向未采区煤层顶底板施工顺层或立体交叉式或多分支长钻孔，施工钻孔数目要使压裂改造的影响范围最大程度覆盖改造区域，也可分为多组进行分别改造，具体数目根据现场施工条件、地质条件等确定。

采用地面钻井，当煤层顶底板均稳定、易成孔时，采用从地面向煤层顶底板中分别施工水平井同时分段压裂抽采瓦斯。

采用井下钻孔，当煤层顶底板均稳定、易成孔时，在井下现有巷道中向煤层顶底板中施工顺层长钻孔，同步或交叉压裂抽采瓦斯。

从地面向煤层顶底板中施工的水平井，所述的在煤层顶底板中施工的水平井在水平投影上的夹角为0-90度。

从地面向煤层顶底板中施工的水平井，所述的在煤层顶板中施工的水平井眼在垂向上与煤层间的间距为0~10m，在煤层底板中施工的水平井眼在垂向上与煤层间的间距为0~10m。

从地面向煤层顶底板中施工的水平井，所述的施工在煤层顶底板中的水平井，均采用分段多簇射孔。

从地面向煤层顶底板中施工的水平井抽采瓦斯，所述的压裂为在水平井眼段每隔一定距离下封隔器实施分段压裂，并且使所施工的多口水平井同步分段压裂，对煤层顶底板中的水平井眼之间的煤岩层进行强化处理，使该段煤岩层天然裂隙在平面和纵向上延伸、扩展的同时产生更多的次生裂隙，并最终相互沟通形成复杂的网状裂隙系统，实现煤岩层立体缝网改造。

从井下向煤层顶底板中施工顺层长钻孔，所述的在煤层顶底板中施工的顺层长钻孔在水平投影上的夹角为0-45度。