华晋焦煤沙曲矿瓦斯治理规划730(定稿)(6)

2019-03-21 20:48

1、规划区

采用施工地面多分支水平定向井的方式,从地面对主采煤层进行预抽或采用地面直井抽采方式,对上、下组主要可采煤层进行预抽,预抽时间超前生产至少达到8年以上,使煤层瓦斯含量降至8m3/t以下并对煤层气进行综合利用。

北翼(北六采区):由中联公司组织地面多分支定向井的区域瓦斯治理方式。该区域面积2.72km2,瓦斯储量2.97亿m3,计划布置10口地面多分支定向井,2015年底前施工完毕。目前已完工4口,2012年已施工的部分井眼开始采气,单井日产气量约5000m3即3.472m3/min。

设平均预抽时间t1年,按照衰减系数(平均)0.028/100d计算,预抽率达到35%时,瓦斯含量降到8m3/t以下,抽采所需时间如下式所示:

a?a?e???365?t1?1440?365?t1?m?Q?? (式1) 2式中:a——单孔初期抽采流量,m3/min; ?——百日衰减系数,取平均值0.028/100d; t1——平均抽采时间,年; m——钻井数量,口;

Q——瓦斯储量,m3;

?——预抽率,%。

按照上述公式,经计算t1=7.82年。也就是说,在理想状态下,到2021年10月份,瓦斯含量达到要求,由平均12m3/t下降到8m3/t以下。(多分支水平井布置见图1)

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图1 多分支水平定向井布置示意图

南翼(南九采区):由华晋煤层气公司组织施工地面抽采井。从地面施工直井,穿过上、下组主要可采煤层,采用分层压裂的方式将煤层压裂后进行地面排采,有效采气半径约为150m。南九采区区域面积为4.62km2,煤层瓦斯含量5.88亿m3,在抽采无空白带的情况下,布孔间距为220m,计划布置122口地面抽采井。(地面抽采井剖面见图2)单井采气量1000m3/d,即0.694m3/min。2013年安排施工22口,2014年50口,2015年50口。

设平均抽采时间x年,根据经验,前3年抽采基本无衰减,以后衰减,按照衰减系数(平均)0.028/100d计算,则:前3年抽采瓦斯1000×365×122×3=1.336亿m3,瓦斯平均含量由14m3/t下降到8m3/t以下时,预抽率43%,还需抽采瓦斯1.192亿m3。按照式1的计算结果,t1=4.84年即x=3+4.84=7.84年。也就是说,在理想状态下,到2021年11月份,抽采达到要求。

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4#煤层5#煤层8#煤层10煤层 图2 地面抽采井剖面示意图

2、准备区

采取地多分支水平井与井下钻孔对接区域瓦斯治理措施或井下不具备条件时直接采取地面防突压裂井、井下匹配钻孔进行抽采的方式对区域内煤层提前3-8年预抽,在规划区预抽的基础上,使煤层瓦斯含量进一步下降至6m3/t以下。

北翼(北五采区):由华晋煤层气公司组织施工9口多分支水平对接井(其中2013年—2015年施工6口)。该区域水平井以东轨大巷、东回大巷为对接点,均按照煤层走向布置,单井煤层段覆盖范围为:走向长1500m、倾斜宽300m,3+4#、5#双煤层布置,采用4主支(3+4#煤层2个,5#煤层2个)四次对接的完井方式。对接孔钻场布置在东轨大巷和东回大巷中。该区域面积4.17km2,煤层瓦斯含量3.01亿m3。(多分支水平对接井见图3、图4)2013年安排施工1口,2014年2口,2015年3口。

1个水平多分支对接井控制区域内煤量409万吨,平均吨煤瓦斯含量12m3/t,煤体瓦斯含量约4908万m3,单井日产气量XCO2:15000m3、XCO1:11500m3,平均13250m3/d,即9.20m3/min。设抽

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采时间t1年,按抽采平均衰减0.028/100d计算,预抽率50%,抽采瓦斯2454万m3,瓦斯含量下降到6m3/t以下。按照式1的计算结果,t1= 6.71年。即在理想状态下,到2020年8月,抽采达到要求。

图3 多分支水平对接井平面图

目标煤层 图4 多分支水平对接井剖面示意图

南翼(南五采区):由华晋煤层气公司组织实施的防突井。从地面施工直井至5#煤层底部,对4#、5#煤层实施水力压裂。完井后从井下巷道向压裂区施工钻孔,并进行抽采,降低煤层瓦斯含量。现已施工12口防突井,已完成压裂SQFT-12一口井,井下预抽钻孔已抽采62天,平均浓度86.9%,累计采气量6.2万m3。(防突压裂井见图5)煤层回采面积1.08km2,瓦斯储量1.18亿m3。布井间距220m,计划

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布井29个,2013年施工7个,2014年施工10个,设平均抽采时间x年,前3年基本无衰减,以后衰减系数按0.028/100d计算,瓦斯含量由12m3/t下降到6m3/t,预抽率50%,抽采瓦斯约5900万m3。按照式1的计算结果,t1=7.65年。也就是说,在理想状态下,抽采到2021年8月,瓦斯含量才能降到6m3/t以下。

4#煤层5#煤层 图5 防突压裂井剖面示意图

3、生产区

实施三区战略后实现了三区转换,瓦斯含量已降至6m3/t以下,实现高瓦斯(突出)煤层在低瓦斯状态下进行采掘活动。2022年之前,现有过渡生产区域需要强化区域瓦斯治理和局部瓦斯治理措施。

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