[发明专利]煤矿井下瓦斯抽采长钻孔套管内连续管射孔分段压裂方法

说明书

一种煤矿井下瓦斯抽采长钻孔套管内连续管射孔分段压裂方法，包含：步骤一：在煤矿井下从距碎软煤层顶界一定距离的泥岩或砂岩顶板或碎软煤层的硬分层或煤体结构好的硬煤层中施工瓦斯抽采长钻孔；步骤二：下入引鞋和刚性套管；步骤三：对瓦斯抽采长钻孔和刚性套管之间的环形空间进行水泥浆封堵固孔；步骤四：采用连续管拖动封隔器方式进行封隔分段，喷射器进行喷砂射孔，连续管与套管的环空进行压裂；步骤五：起出压裂工具，进行压裂液统一放喷；本发明能克服目前瓦斯抽采钻孔成孔困难、压裂裂缝起裂位置不确定、压裂缝延伸不长、压裂改造效果不好、抽采影响范围小且不均匀、抽采持续时间短等问题，实现瓦斯抽采长钻孔成孔与多级精准分段压裂。

技术领域

本发明涉及瓦斯治理的技术领域，尤其涉及一种煤矿井下瓦斯抽采长钻孔套管内连续管射孔分段压裂方法。

背景技术

在各种煤矿灾害中，瓦斯灾害是我国煤矿安全生产的最大灾害，因此，采煤前必须提前对煤层瓦斯进行预抽采，以保障煤矿安全高效生产。

目前，煤矿井下煤层瓦斯预抽采主要采取穿层钻孔和顺层钻孔等方式，为提高煤储层透气性，采用水力压裂措施，取得了一定效果，但仍存在以下问题：

(1)碎软煤层瓦斯抽采孔钻进成孔困难、钻孔深度浅；在碎软煤层中钻进瓦斯抽采孔易出现塌孔、卡钻等事故，导致成孔难度大，钻孔深度浅，施工风险高，且完钻后孔眼易垮塌；

(2)现行的煤矿井下压裂工艺一般采用裸眼钻孔全孔压裂。受煤矿井下巷道空间的限制，井下压裂设备的排量较小(最大注入排量一般小于1m³/min)，裸眼钻孔全孔压裂压裂液漏失大，裂缝起裂点具有很大的随机性，且易出现多点起裂现象，造成压裂液能量不集中，压裂裂缝扩展延伸不长甚至无法压开煤层，压裂效果不太好。

(3)碎软煤层脆性小甚至呈塑性，其弹性模量低、泊松比高，直接在煤层中进行水力压裂，裂缝扩展困难，很难形成长裂缝，往往形成短宽裂缝，造成泄压影响范围小，影响煤层压裂效果。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤矿井下瓦斯抽采长钻孔套管内连续管射孔分段压裂方法，以克服上述缺陷。本发明也适用于碎软煤层的硬分层或煤体结构好的硬煤层进行顺煤层瓦斯抽采长钻孔套管内连续管射孔分段压裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿井下瓦斯抽采长钻孔套管内连续管射孔分段压裂方法，其能克服目前煤矿井下瓦斯预抽采存在的碎软煤层顺煤层瓦斯抽采钻孔成孔困难、裸眼全孔压裂裂缝延伸不长、压裂裂缝位置不确定、抽采影响范围小且不均匀、抽采效果不太好、持续时间短等问题，实现瓦斯抽采长钻孔成孔以及多级精准分段压裂。

为解决上述问题，本发明公开了一种煤矿井下瓦斯抽采长钻孔套管内连续管射孔分段压裂方法，其特征在于包含如下步骤：

步骤一：在煤矿井下，从距碎软煤层顶界一定距离的泥岩或砂岩顶板或碎软煤层的硬分层或煤体结构好的硬煤层中施工瓦斯抽采长钻孔；

步骤二：对瓦斯抽采长钻孔下入引鞋和刚性套管；

步骤三：对瓦斯抽采长钻孔和刚性套管之间的环形空间进行水泥浆封堵固孔；

步骤四：采用连续管拖动封隔器方式进行封隔分段，喷射器进行喷砂射孔，连续管与套管的环空进行压裂，逐段完成射孔压裂施工；

步骤五：起出压裂工具，进行压裂液统一放喷。

其中：步骤一的瓦斯抽采长钻孔的钻孔位置选择碎软煤层顶板岩层或碎软煤层的硬分层或煤体结构好的硬煤层。

其中：步骤四包括以下步骤：