[发明专利]一种多水平跨采区地面钻井井网布设方法

说明书

本发明公开了一种多水平跨采区地面钻井井网布设方法，首先从井田第一阶段一采区C₁的采区上山煤柱与上部井田边界煤柱交界H₁处对应的地面上方位置钻设水平井，同时从第一、第二阶段中间的阶段煤柱与第一阶段一采区C₁的采区上山煤柱交界H₃处对应的地面上方位置钻设多分支井，水平井与多分支井水平段钻设在中部煤层中，抽采煤层气，待抽采量下降至初始的20%后分别进行液氮增透，多次重复抽采，直至通过水平井抽采管抽采煤层气的量达到3m³/min后停止抽采。通过多分支井向第二阶段重复以上布置，最终形成一个覆盖全井田范围的煤层气抽采地面钻井井网。该方法解决了多水平跨残采区条件下多则几十个残采区以及中部整层弃煤的瓦斯抽采问题。

技术领域

本发明涉及一种多水平跨采区地面钻井井网布设方法，属于矿区开采技术领域。

背景技术

由于长期高强度开采，我国存在着数量众多的残采区。瓦斯作为一种灾害性气体，破坏性极大。此外，瓦斯气体造成的温室效应约为二氧化碳的25~72倍，残采区瓦斯可以通过封闭性较差的井口甚至地表裂缝扩散到大气中，从而加重温室效应。同时，瓦斯也是一种洁净、优质的能源和化工原料，作为一种清洁能源，可以“变废为宝”，改善我国能源结构，防止瓦斯逸散到大气中增大温室效应。

目前针对老空区瓦斯的抽采主要是针对单一工作面老空区瓦斯的抽采，无法兼顾多个老空区。中国专利CN105971563A公布了一种下部刀柱法开采形成的复合老空区煤层气的抽采方法。上述方法为水平井抽采复合条件下老空区瓦斯做出了重要的探索。然而，上述专利存在仅能实现最多两个残采区间的联合抽采，无法实现整个井田范围内数十个残采区煤层气的低成本高效率的联合抽采。目前国内外尚没有针对整个井田范围内多水平跨残采区条件下多则几十个残采区瓦斯地面抽采钻井井网的布设方法。

事实上，当多层煤间隔一定距离时，由于中间煤层厚度较薄而限于当时开采方式方法及采掘技术无法开采，造成了中间薄煤层与整个井田范围内多达数十个残采区群统筹开发、联合抽采难的问题。亟需从全矿井高度提出最经济、最高效的地面钻井井网布设方法。

发明内容

本发明旨在提供一种多水平跨采区地面钻井井网布设方法，从煤层气资源开发利用最大化、同时考虑成本出发，提出一种多水平老空区协同抽采煤层气的方法，解决了上、下部多个老空区以及中部整层弃煤煤层气的协同抽采的问题。

本发明提供了一种多水平跨采区地面钻井井网布设方法，包括以下步骤：

（1）根据煤矿地质勘探资料，在井田范围内平行走向按一定标高将井田划分为数个阶段，然后在每个阶段内沿走向把每个阶段划分为多个具有独立生产系统的采区，从第一阶段一采区C₁的采区上山煤柱与上部井田边界煤柱交界H₁处对应的地面上方位置钻设水平井，水平井的第一水平段钻设在中部煤层且延伸至第一、第二阶段中间的阶段煤柱与井田左侧边界煤柱交界H₂处；同时从第一、第二阶段中间的阶段煤柱与第一阶段一采区C₁的采区上山煤柱交界H₃处对应的地面上方位置钻设多分支井，多分支井的主井眼布置洞穴直井，分支井眼布置水平井，第二水平段钻设在中部煤层中且延伸至第一阶段一采区C₁、二采区C₂中部的采区煤柱与井田上部边界煤柱交界H₄处；

①水平井的垂直段距离一采区边界30m，造斜点由矿井的地质条件以及井深和所使用的设备工艺决定，地面端由三通分为抽采管和注氮管，其中水平井抽采管支路一侧设置有抽采管阀门，注氮管支路一侧设置有注氮管阀门；

②多分支井的直井段位于第一、第二阶段之间的阶段煤柱中部，分支井眼布置的水平井造斜点由矿井的地质条件以及井深和所使用的设备工艺决定，地面端由三通分为抽采管和注氮管，抽采管支路一侧设置有抽采管阀门，注氮管支路一侧设置有注氮管阀门；