[发明专利]一种低透气融三种技术为一体的地面瓦斯治理方法

说明书

本发明公开了一种低透气融三种技术为一体的地面瓦斯治理方法，包括以下步骤：步骤1、将多层次多方向用超高压超长度水平钻井装置放入垂直井待作业的煤层位置；步骤2、利用地面水平钻井装置对作业煤层纵深多层次、横向多方向进行水力破孔钻井，形成目标煤层蜂窝式水平井网；步骤3、以垂直井在煤层的落点为中心，在相应的地面大于被压裂煤层区域3倍的范围内布置蜘蛛网式的微震监测点；步骤4、在地面组合规模化压裂装置，并在微震监测的指导下压裂作业。本发明能够实现被治理煤层区域立体均质化全覆盖，消灭压裂盲区，实现煤层裂缝均质、瓦斯解析快速、释放通道畅通，达到瓦斯防突、提升瓦斯抽采效率的目的，提升井下采煤生产安全。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯治理技术领域，尤其涉及一种低透气融三种技术为一体的地面瓦斯治理方法。

背景技术

当前针对薄煤层中瓦斯气体的处理，地面作业多采用垂直钻井后，在井孔煤层部位射孔，然后压裂。压裂时的高压水从井孔通过射孔的孔隙进入到煤层中，对煤层进行破坏，增加钻孔周边的煤层裂缝规模，增加煤层中瓦斯析出和释放。但是，常规射孔由于孔眼长度很短(1m左右)，水力压裂裂缝扩展易受直井周围应力集中和水平地应力的影响，裂缝在射孔前端起裂后向最大主应力方向发生明显偏转，形成以应力为主线的裂缝区域，这种多盲区压裂，隐藏着瓦斯突出的潜在危险，未能实现煤矿瓦斯治理防突目标。

瓦斯治理需要裂缝以垂直井为中心的均衡裂缝扩散的无盲区压裂，只有无盲区压裂，才能消除瓦斯突出的风险，提升采煤的安全度，加之受薄煤层厚度影响，压裂规模不大，裂缝波及范围受限。

综上，常规办法所能引起的煤层破裂体积较小，并且裂缝方向单一，裂缝规模小，压裂盲区突出，无法实现被治理煤层区域压裂均质化，达不到瓦斯防突和大面积快速解释和释放的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种低透气融三种技术为一体的地面瓦斯治理方法，解决现有技术中存在的上述问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种低透气融三种技术为一体的地面瓦斯治理方法，包括以下步骤：步骤1、将多层次多方向用超高压超长度水平钻井装置放入垂直井待作业的煤层位置；步骤2、利用地面水平钻井装置对作业煤层纵深多层次、横向多方向进行水力破孔钻井，形成目标煤层蜂窝式水平井网；步骤3、以垂直井在煤层的落点为中心，在相应的地面大于被压裂煤层区域3倍的范围内布置蜘蛛网式的微震监测点；步骤4、在地面组合规模化压裂装置，并在微震监测的指导下压裂作业。

进一步的，所述步骤2中，在作业煤层中纵向五层施工，每层在360°平面上射4个孔，在煤层中形成20个水平井组成的蜂窝式立体孔结构。

进一步的，其中，水力射孔压力为60Mpa-200Mpa，破岩孔径为50mm-70mm、长为100m-150m。

进一步的，所述多层次多方向用超高压超长度水平钻井装置包括固定管、支撑架、伸缩喷射管、地面水平钻井装置、连续油管、信号接收发射装置、信号接收分析车和地面组合压裂装置，所述固定管外侧安装有所述支撑架和所述伸缩喷射管，所述固定管上端连接有油管至地面，所述地面水平钻井装置将所述连续油管下入所述油管内，其中地面布置有微震监测点，所述微震监测点内埋入所述信号接收发射装置，所述信号接收发射装置与所述信号接收分析车相连，所述地面组合压裂装置与所述信号接收分析车相连。

再进一步的，所述地面组合压裂装置通过垂直井套管和蜂窝式水平井对目标煤层进行水力加砂压裂，并根据所述信号接收分析车的微震监测信息分析结果修整压裂速度和压力。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：