碎软煤储层地面煤层气高效开发关键技术
时间: 2022-06-02 | 次数: |
煤层气是一种清洁能源,资源量巨大,其高效开发利用关乎国家能源安全、双碳目标实现和保障煤矿安全。我国煤储层地质条件复杂,碎软复杂煤储层广泛分布导致煤矿区煤层气开发技术难度大、有气难采出,严重制约了煤炭安全高效开采。
突破与进展:
(1)揭示了采动“三带”和煤系气富集有利区分布特征,形成了基于岩层移动和瓦斯运移的地面采动井和采空井卸压抽采的井位、层位优选技术。
图1 采动上覆瓦斯卸压运移“三带”划分
(2)研发了悬挂完井技术,改进了固井工艺,形成了针对采动井的大口径、防套管变形的井身结构、稳孔技术和采空井的落井层位、安全高效钻进技术体系,保证了井筒的稳定性、提高了抽采井的工作寿命和抽采瓦斯浓度。
(3)优化了抽采方案,形成了逐级控压抽采瓦斯关键技术,提高了抽采效率,取得了良好的抽采效果。
图2 地面抽采负压的调控原理图
成果推广:
截至2022年3月底,采动井运行476天,平均日产气量为8550m3/d,瓦斯日抽采量保持在10000m3/d左右水平,累计300万m3 ;采空井累计产气200万m3 。累计销售300万m3以上,经济效益显著。
图3 平煤集团首山一矿采动井成功点火
安全效应:
按照二1煤吨煤瓦斯含量15m3/t进行计算,围岩抽采瓦斯量占总量的1/4计算,则吨煤瓦斯含量降低到6m3/t以下时,可控制范围100m左右,大大节省了井下瓦斯治理费用。
产业示范:
助推了平顶山矿区地面煤层气产业化高效开发。