Drenaje mejorado con fractura hidráulica en la mina Xinjing, Ciudad Yangquan
Introducción
La mina de carbón Xinjing se encuentra en la ciudad de Yangquan, provincia de Shanxi, con una emisión de gas de 330 m 3/min y más de 150 arrebatos de carbón y gas. La costura de carbón de prueba es la costura de carbón No. 3 de la formación de Shanxi de Pérmico inferior, con una profundidad enterrada de aproximadamente 600 m y un grosor de 2,4 m. El contenido de gas de la costura de carbón 3 es 12.87 ～ 15.95m 3/t, con un promedio de 14.41 m 3/t, y la presión de gas de la costura de carbón es de 2.26 MPa. La concentración de extracción de gas de la mina es baja, el flujo es pequeño, el tiempo de extracción de gas es largo, el efecto es deficiente, el costo de control de gas es alto.
Solución de tratamiento
Según el plan de desarrollo y el plan de reemplazo minero de la mina de carbón Xinjing, se organizó un piso a través de la perforación en la capa en el sur de la carretera de extracción. Después de que la perforación pasó a través de los estratos y entró en la costura de carbón, el diámetro del agujero era de 120 mm. Se adoptó toda la tecnología de fractura hidráulica para llevar a cabo una construcción de fracturación hidráulica completa en los pozos, para aumentar la permeabilidad de la costura de carbón y mejorar la eficiencia del drenaje de gas.
Equipo de perforación (máquina de perforación direccional ZDY12000)
Equipo de fractura hidráulica (ByW65 / 400 Bombas de fractura subterránea)
Situación laboral
El punto de apertura de la perforación de fracturación se encontraba en la carretera de roca del piso de la costura de carbón No.3, con un metraje total de perforación de 495 m, incluidos 188 m en rocas y 307 m en costura de carbón. Se adoptó la estructura del cuerpo del orificio secundario para la perforación: el diámetro del orificio primario era de 193 mm, la longitud del orificio era de 35 m, la carcasa de acero sin costuras de φ146 mm se colocó y se inyectó una suspensión de cemento para fijar el orificio; El diámetro del orificio secundario era de 120 mm. Después de fracturar la perforación desde el piso de la costura del carbón hasta la costura de carbón 3, el pozo se perforó a lo largo de la parte media y superior de la costura de carbón en su conjunto.
En la prueba de fracturación hidráulica, se usó el expansor de la cápsula para sellar el orificio. El empacador estaba compuesto principalmente de empacador de cápsulas, zapato guía, válvula de flujo único, manga deslizante, cuerda de alta presión y junta de seguridad de orificio. La bomba subterránea de alta presión BYW65/400 se usó para inyectar agua en el pozo de fractura para fracturarse. El volumen de agua inyectado acumulativo del pozo fue de 1510 m 3, el tiempo de inyección fue de 51.11h, el desplazamiento máximo fue de 56.45 m 3/h y la presión de inyección máxima fue de 26.09 mPa.
Diagrama esquemático de la prueba de campo
Logros logrados
Después de la finalización de la fractura, los datos de monitoreo y drenaje fueron durante 230 días, y la concentración de extracción de gas de perforación fue del 49.38%～ 83.70%, con un promedio de 64.30%. La cantidad neta de metano extraído fue de 1395 ～ 2810 m3 /d, con un promedio de 2173 m3 /d, y la cantidad neta acumulada de metano extraído fue de 508000 m3.
Curvas de drenaje de gas de pozo
El radio de influencia máxima de la fractura del pozo fue de 58 m. La permeabilidad de la costura de carbón fue 2.677 veces mayor que la de fracturación, y el coeficiente de atenuación del flujo de gas en el pozo fue del 45.1% de eso antes de fracturarse.
Distribución del radio de influencia de la fractura hidráulica
Los resultados de la investigación del proyecto ganaron el segundo premio de la Asociación de la Industria del Carbón de China.
Certificado de premio del proyecto
1. Preguntas frecuentes
(1) ¿Cuál es el impacto de la implementación del proyecto en la prevención y el control del gas de la mina?
La tecnología de fractura hidráulica juega un papel positivo en la extracción de gas mejorada en las minas de carbón. Después de la implementación del proyecto, las unidades participantes se dieron cuenta aún más del potencial de la tecnología. Para mejorar aún más los parámetros del proceso relevantes, los siguientes estudios experimentales se llevaron a cabo en diferentes áreas de la mina, y el efecto general fue relativamente ideal.
(2) Esta tecnología se puede usar en el campo del drenaje de gas mejorado y también en otros campos, y ¿cuál es el efecto?
La tecnología de fracturación hidráulica es esencialmente para hacer que el estrato produzca fracturas. En la actualidad, la tecnología se aplica en el drenaje de gas mejorado en las minas de carbón, pero también en el control de las rocas circundantes de las caras que trabajan. En la actualidad, el efecto de aplicación es bueno en el área minera de Shendong, resuelve efectivamente los problemas existentes en la minería de las caras de trabajo.
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