水力压裂方案汇总

山东能源新矿集团Shandongnengyuanxinkuangjituan金黄庄矿业明德立志包容超越1目录一、项目说明.............................................................................2二、压裂地点煤层赋存特征.....................................................31、煤层顶底板情况..............................................................32、煤层赋存特征..................................................................33、综合柱状图......................................................................4三、水力压裂设备选型及安装.................................................51、压裂设备选择..................................................................52、水力压裂材料准备..........................................................53、高压系统安装..................................................................6四、水力压裂实施方案.............................................................61、水力压裂孔施工位置......................................................62、水压裂工艺流程..............................................................63、水力压裂方案实施..........................................................7五、安全技术措施.....................................................................8六、避灾路线...........................................................................11七、效果考察方案...................................................................111、未压裂区域参数考察....................................................112、水力压裂效果考察........................................................123、考察孔施工先后顺序....................................................13山东能源新矿集团Shandongnengyuanxinkuangjituan金黄庄矿业明德立志包容超越2金黄庄矿业公司B103工作面水力压裂增透试验方案及安全技术措施一、项目说明金黄庄矿业为煤与瓦斯突出矿井，2012年7月B102首采工作面开始施工底板穿层钻孔预抽，2013年5月开始施工煤巷，在瓦斯治理过程中，煤层体现出透气性差、难抽采的特点。为增加煤层透气性，提高预抽穿层钻孔抽采效果，保证矿井安全生产及采掘接替，金黄庄矿业与安徽理工大学合作在B103工作面底抽巷实施预抽穿层钻孔高压水力压裂技术。利用穿层钻孔对回采区域煤层进行水力压裂作业，使煤体卸压并增加煤层内部裂隙，从而增加煤层透气性，提高预抽穿层钻孔抽采效果。项目由金黄庄矿业总经理朱树来及安徽理工大学刘泽功教授负责，小组成员见下表：姓名职称专业单位职责刘泽功教授安全工程安徽理工大学负责人朱树来工程师采矿工程金黄庄矿业负责人蔡峰副教授安全工程安徽理工大学成员刘健副教授安全工程安徽理工大学成员罗吉安副教授安全工程安徽理工大学成员马衍坤博士安全工程安徽理工大学成员高魁博士安全工程安徽理工大学成员曹国华工程师安全工程金黄庄矿业成员孔令平工程师采矿工程金黄庄矿业成员沈小青助理工程师安全工程金黄庄矿业成员山东能源新矿集团Shandongnengyuanxinkuangjituan金黄庄矿业明德立志包容超越3二、压裂地点煤层赋存特征1、煤层顶底板情况根据矿井瓦斯治理进度，选择在B103工作面进行水力压裂试验项目。根据-800m南翼辅助运输大巷探煤结果及B103工作面上下顺槽底板巷穿层钻孔分析，该区域B2煤层伪顶为厚度1.3m的粉砂岩，灰黑色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石；直接顶为厚度3.0m左右的细砂岩，灰色，层理发育，质坚硬，有较厚泥岩夹层；老顶为中砂岩，以浅灰白色为主，灰白色、浅灰绿色次之，矿物成分以石英为主，长石次之，泥钙质胶结，具斜层理及未充填斜交裂隙。B2煤层直接底一般为泥岩，厚度约1.0m；老底为中砂岩，厚度16.0m左右，灰色，裂隙不发育，钙质胶结，坚硬，成分以长石、石英为主，斜层理，缓波状斜层理，局部发育垂直裂隙，泥质充填。2、煤层赋存特征该区域B2煤层倾向倾角在15°左右，走向倾角0°～10°左右，煤层平均煤厚2.5m，黑色，以暗煤为主，夹少量亮煤条带，质松软，能搓成粉末，硬度小，强度低。B2煤为1/3焦煤，发热量（Qb）平均24.25MJ/kg,水分（Mad）平均0.94%,灰分(Ad)含量平均17.54%,挥发分（Vdaf）平均为24.98%,磷(Pd)含量小于0.0042%,硫分（St,d）含量0.44%，真山东能源新矿集团Shandongnengyuanxinkuangjituan金黄庄矿业明德立志包容超越4相对密度（TRD）1.50，煤层的粘结指数（GRI）平均为80。3、综合柱状图压裂位置综合柱状图如下图所示：岩石名称序号柱状层厚灰色，裂隙不发育，粉细结构，斜层理、缓波状层理发育，偶见滑动面，局部发育垂直裂隙，泥质充填含植物根部化石。粉砂岩：深灰色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石。灰色，裂隙不发育，钙质胶结、坚硬，中粒结构，块状构造，成分以石英、长石为主，含较多暗色矿物，斜层理、缓波状层理发育，含水。黑色，粉末状，以暗煤为主，夹少量亮煤条带，质松软，能搓成粉状，硬度小，强度低。灰色，层理发育，质坚硬，有较厚泥岩夹层1中砂岩以浅灰白色为主，浅灰色、浅灰绿色次之。矿物成份以石英为主，长石次之，泥钙质胶结，具斜层理及未充填斜交裂隙。2.55.06.114.814.8累计厚度3568710细砂岩B2煤C1煤中砂岩粉砂岩细砂岩17.74.610.820.911.51.075.325.929.747.452.053.063.8B103工作面下顺槽综合柱状图比例尺：1:200描述(m)(m)泥岩一灰泥岩三灰粉砂岩泥岩四灰泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩二灰五灰111213141516171819202122231.41.03.911.13.32.010.010.06.516.07.510.73.6灰黑色，粉砂质结构，脆，砂岩夹层，层部整体性较好。灰黑色，粉砂质结构，脆，砂岩夹层，层部整体性较好。粉砂岩：深灰色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石。灰色，泥质结构，间分布砂质泥岩，性脆灰色，泥质结构，间分布砂质泥岩，性脆粉砂岩：深灰色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石。粉砂岩：深灰色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石。灰黑色，粉砂质结构，脆，砂岩夹层，层部整体性较好。86.087.488.492.3103.4106.7108.7118.7128.7135.2151.2158.7162.3呈灰、灰黑色，硬度低于小刀，遇冷的稀盐酸剧烈冒泡。主要成分是方解石。呈灰、灰黑色，硬度低于小刀，遇冷的稀盐酸剧烈冒泡。主要成分是方解石。呈灰、灰黑色，硬度低于小刀，遇冷的稀盐酸剧烈冒泡。主要成分是方解石。呈灰、灰黑色，硬度低于小刀，遇冷的稀盐酸剧烈冒泡。主要成分是方解石。呈灰、灰黑色，硬度低于小刀，遇冷的稀盐酸剧烈冒泡。主要成分是方解石。粉砂岩：深灰色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石。2粉砂岩粉砂岩：深灰色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石。4粉砂岩1.327.2黑色，上部粉末状，下部块状，以暗煤为主，夹亮煤条带，块状，质地坚硬，具少量裂隙，粉状煤松软，能搓成粉末。粉砂岩：深灰色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石。9粉砂岩山东能源新矿集团Shandongnengyuanxinkuangjituan金黄庄矿业明德立志包容超越5三、水力压裂设备选型及安装1、压裂设备选择1）、本次水力压裂注水泵选用BRW200/56X4A-F型乳化泵（公称压力56MPa，公称流量200L/min）。2）、连接胶管：选择内径32mm、耐压强度大于56MPa的高压胶管。2、水力压裂材料准备本次水力压裂所需要的设备、材料清单见下表：序号用途名称规格数量1钻孔钻进矿用钻机ZYW-32001台2钻头Φ942个3钻杆Φ63.5/73mm*1000mm60根4封孔孔口连接管1.5寸4根5连接管1.5寸180根6调节管配套使用4根7孔口连接座配套使用4根8导向堵头配套使用4根9筛（注浆）管配套使用4根10铁管4分80m11水泥50Kg/袋10包12聚氨酯A、B100套13注浆泵ZBL3/4-7.51台14参数测定设备旋进漩涡流量计D2001台15瓦斯压力传感器GPD102台16瓦斯传感器GJC100（A）2台17压裂设备耐震压力表0～50MPa2个18乳化泵（主）BRW200/56X4A-F1台19乳化泵（备）BRW200/56X4A-F1台20高压管接头Φ32mm若干21高压胶管Φ32mm300m22开关QJZ-3152台山东能源新矿集团Shandongnengyuanxinkuangjituan金黄庄矿业明德立志包容超越63、高压系统安装注水泵安设在-800m南翼辅助运输大巷内，距压裂地点100余米。将井下供水管连接至高压乳化泵的水箱进水口，水表安设在泵的进水侧，通过乳化泵加压后，采用Φ32mm高压胶管以及快速接头连接到压裂钻孔孔口封孔装置上，再通过连接管封孔装置将高压水流输送至钻孔内（乳化泵必须安设卸压阀）。四、水力压裂实施方案1、水力压裂孔施工位置设计压裂半径为25m，终孔位于B103工作面设计切眼位置，计划布置2个压裂孔，具体见下图。水力压裂孔1位于-757m～-800m边界回风上山导4地质测点对应B103工作面切眼处，水力压裂孔1和孔2相距50m。一采边界回风上山（-800～-757段）60B103切眼B4B103上顺槽压裂孔1压裂孔250m-757底抽巷里段2、水压裂工艺流程压裂安装准备→施工压裂孔→测定煤层原始瓦斯含量及含水率→压裂钻孔封孔→水力压注→钻孔保水→压裂效果考察→施工预抽钻孔→考察压裂范围（通过考察预抽钻孔含水量变化）山东能源新矿集团Shandongnengyuanxinkuangjituan金黄庄矿业明德立志包容超越7→封孔连接抽采并做好记录→收集相关数据→总结分析。3、水力压裂方案实施1）、压裂准备工作由机电单位编制B103工作面底抽巷高压水力压裂供电设计，施工单位严格按供电设计要求执行。由通防工区负责将Φ32mm高压胶管从注水泵出口的高压胶管连接至压裂钻孔孔口。对压裂区域内钻孔利用水泥浆进行封堵。2）、压裂钻孔施工由通防技术部压裂小组成员按设计方案标定压裂孔施工位置，防突一队严