水力壓裂分析結(jié)論

7.2.6水力壓裂分析結(jié)論

（1）壓裂工程師分析了來自河頁-1井水力壓裂總結(jié)報(bào)告的數(shù)據(jù)和結(jié)論，并結(jié)合Weatherford巖心分析所得的巖石力學(xué)和地質(zhì)力學(xué)特性數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和計(jì)算模擬。

（2）分析結(jié)果表明，五峰組頁巖下伏的臨湘組灰?guī)r壓裂時(shí)主要形成了垂向擴(kuò)展裂縫，而非水平縫。

（3）泵入速度10m3/min時(shí)，滑溜水壓裂液未能有效攜砂、鋪砂。因此，大多數(shù)支撐劑在井筒徑向50m處發(fā)生了沉降，導(dǎo)致全部支撐劑鋪砂完成前射孔孔眼附近堵塞。壓裂措施未能在五峰組和龍馬溪組頁巖中制造出足夠的滲透性。工程師的分析結(jié)果解釋了壓后返排七天只產(chǎn)水不產(chǎn)氣的原因。

7.2.7總結(jié)論

對于這口井，總結(jié)論是這兩套頁巖層段都無法生產(chǎn)足夠的天然氣來收回投資和施工成本。壓裂施工失敗的原因在于射孔段正好位于主要隔擋層的上方。因此，即使壓裂成功，該井也只會產(chǎn)出少量天然氣。

該井位于復(fù)雜構(gòu)造（上部頁巖層段存在斷層）的可能性尚無法完全排除，但也無證據(jù)顯示是壓裂失敗的直接或間接原因。在鉆井和下套管過程中也的確發(fā)現(xiàn)一些異常狀況，但他們不至于對壓裂結(jié)果產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。

7.3建議

（1）本次鉆井使用的三開鉆頭尺寸是8.5”(215mm)，下入的技術(shù)套管尺寸是5.5”(139.7mm)，在美國通常三開鉆頭尺寸是7.825”(198.755mm)，下入的技術(shù)套管尺寸是5.5”。建議采用小的鉆頭尺寸，一方面可以減少了填充水泥的環(huán)空，有利于保持環(huán)空液體以紊流形式流動，從而獲得更好的固井質(zhì)量。另一方面可以增加鉆進(jìn)速度，更快鉆孔，減少敏感性頁巖與水接觸的時(shí)間。

（2）鉆井液API失水量小于5cm3，然而在美國通常小于3cm3。如果存在敏感性頁巖，將對3cm3水的來源進(jìn)行詳細(xì)說明，或者失水量比3cm3更少。油基泥漿將更適于膨脹或垮塌膨脹的頁巖�？梢钥紤]采用油基泥漿代替聚合物，防止粘土吸水造成膨脹。

（3）建議不必在該井區(qū)投入過多努力來勘探龍馬溪組和五峰組的頁巖氣。這兩套頁巖自身的特性均需大幅度改造以成為可行的勘探目標(biāo)。即使大幅改善了頁巖特性，該井區(qū)存在復(fù)雜構(gòu)造的可能性仍然存在。

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義安礦水力壓裂總結(jié)

為了探索一條適合于義安礦區(qū)域瓦斯治理路子，自8月13日到9月1日，義安礦FD003工作面進(jìn)行了水力壓裂增透技術(shù)試驗(yàn)。通過水力壓裂實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)后取得的效果進(jìn)行了考察分析，對該技術(shù)應(yīng)用過程中的一些注意事項(xiàng)進(jìn)行了歸納和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。在水力壓裂的理論基礎(chǔ)上，結(jié)合義安礦煤層的實(shí)際情況，提出水力壓裂在義安礦應(yīng)用過程中各個(gè)環(huán)節(jié)所存在的問題及需改進(jìn)創(chuàng)新的地方，為以后在其他工作面的推廣有很大的指導(dǎo)作用，使該技術(shù)在別的工作面應(yīng)用時(shí)更高效，更規(guī)范，成功率更高。

一、工作面概況

FD001工作面位于義安井田中部，12采區(qū)中部，根據(jù)有關(guān)地質(zhì)資料及12031軌道順槽聯(lián)絡(luò)巷及中部車場實(shí)際揭露情況，本區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，主要充水水源為頂板砂巖裂隙水。根據(jù)Ⅱ期三維地震及瞬變電磁資料，F(xiàn)D003軌道順槽掘進(jìn)至108m～156m有一塊L7富水壓異常區(qū)，150m～210m有一塊O2富水異常區(qū)。該工作面二1煤層偽頂不發(fā)育，直接頂為砂質(zhì)泥巖，局部發(fā)育，厚0～7m。頂板為細(xì)砂巖成分的英砂為主，厚2.0～14.6m。偽底不發(fā)育，直接底為粉（細(xì)）砂巖，厚3.5m。老底為L7灰?guī)r，厚5.0m。本區(qū)煤層主要有二1煤層、二2煤層。均屬半亮型煤。二1煤層底板標(biāo)高－315m～－250m，平均煤厚6.10m，煤厚變化快，富含F(xiàn)eS2結(jié)核，Ad=21.42%，Sd=2.23%。二2煤層底板標(biāo)高－300m～－290m，煤厚0.3m～0.7m，平均煤厚0.5m。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，本井田瓦斯涌出量較大，瓦斯含量4.02～12.19m3/t，平均為7.22m3/t。二、水力壓裂設(shè)備

1、壓裂設(shè)備：壓裂注水泵采用額定壓力為31.5MPa、額定流量為400L的BRW400/31.5型煤礦用乳化液泵（南京六和煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司生產(chǎn)）；注水泵安裝壓力表、水表及卸壓閥門等附件，水表采用GB/TT78-96型（LXL100EΔP≤0.03MPa），壓力表采用蘇制0201*310號耐震壓力表（60MPa）；與注水泵相連的供水箱容積為2.7m3，規(guī)格為長（2.7m）×寬（1m）×高（1m），在FD003軌道聯(lián)巷專線水管上安裝閥門，直接向水箱內(nèi)補(bǔ)水。

2、壓裂管路：鉆孔外剛開始采用Φ51×6S-46MPa（Q/XXC058A-201*）型鋼絲纏繞無縫鋼管（凱迪西北橡膠有限公司(中國咸陽)），但是FD003第三預(yù)抽巷2號孔壓裂期間此管路無法承受30MPa的高壓而被壓壞，有兩處扎絲被壓斷，后來用R13-51-35MPa型鋼絲纏繞液壓軟管（平頂山市礦益膠管制品有限公司制造），用快速接頭與注水泵相連接。鉆孔內(nèi)采用優(yōu)質(zhì)耐高壓無縫鋼管，采用快速接頭與封孔器和鉆孔外高壓注水管路相連接。

3、封孔材料：部分鉆孔采用ZF-A51增強(qiáng)型（河北歐亞特種膠管制造有限公司制造）或者SFKA70/45-1500型（河南理工大學(xué)制造）水力壓裂專用封孔器進(jìn)行封孔，封孔器由封孔膠囊、連接桿、出水嘴和注水頭四部分組成，封孔器抗壓強(qiáng)度為40MPa，外徑65mm，內(nèi)徑45mm，加壓擴(kuò)張系數(shù)為2～3。另一部分鉆孔采用聚氨酯加膨脹水泥進(jìn)行封孔。三、水力壓裂原理

井下壓裂的基本原理即將壓裂液高壓注入煤（或巖）體中原有的和壓裂后出現(xiàn)的裂縫內(nèi)，克服最小主應(yīng)力和煤巖體的破裂壓力，擴(kuò)寬并伸展和溝通這些裂縫，進(jìn)而在煤中產(chǎn)生更多的人造裂縫與裂隙，從而增加煤層的透氣性。通過進(jìn)行高壓水力壓裂作業(yè)，可以使煤體中的應(yīng)力重新分布，在一定范圍內(nèi)減小煤層應(yīng)力，形成卸壓區(qū)，同時(shí)部分區(qū)域會產(chǎn)生應(yīng)力集中。大量研究結(jié)果表明，應(yīng)力的降低，可以產(chǎn)生較多的裂隙，大幅度提高煤體的透氣性，從而提高煤層瓦斯抽放速率。承壓狀態(tài)下的煤體經(jīng)過高壓水力壓裂以后，隨著壓裂縫隙的產(chǎn)生，煤層的應(yīng)力分布、裂隙發(fā)育以及相應(yīng)的透氣性系數(shù)等參數(shù)都要發(fā)生規(guī)律性的變化。在一定范圍內(nèi)，應(yīng)力會大幅度降低，引起受壓煤體的裂隙張開，煤體的透氣性提高。同時(shí)由于壓裂縫隙的存在，受壓以后，煤體會因?yàn)槭軌憾�發(fā)生彈塑性變形，在由水力壓裂形成瓦斯流動宏觀通道的同時(shí)，縫隙的上下側(cè)面會形成大量的次生裂隙。由宏觀的壓裂縫隙和大量的次生裂隙共同構(gòu)成了解析瓦斯的流動路徑，從整體上看，煤體的整體透氣性系數(shù)得以大幅度提高。由于煤體的滲透性提高，礦井瓦斯的順層或穿層抽采鉆孔的單孔影響范圍隨之?dāng)U大，有利于礦井的瓦斯抽放工作的開展。四、義安礦水力壓裂實(shí)驗(yàn)過程1、壓裂有效影響半徑測定

依據(jù)新義煤礦水力壓裂經(jīng)驗(yàn)，影響半徑在15-20米。為保證水力壓裂效果，義安礦水力壓裂影響半徑進(jìn)行如下測定：

（1）在FD003膠帶順槽3號、4號鉆長之間，距離4號鉆場中線15米處布置1號壓裂孔。在1號壓裂孔左右兩側(cè)分別布置一個(gè)觀察孔即1號、2號觀察孔，1號觀察孔位于4號鉆場中線處，距離1號壓裂孔15米；2號觀察孔位于2號鉆場和3號鉆場之間，距離1號壓裂孔19米。1號壓裂孔和兩個(gè)觀察孔均沿FD003工作面軌道順槽方向施工，1號壓裂孔設(shè)計(jì)孔深100米，1、2號觀察孔設(shè)計(jì)孔深70米，其布置方式如圖一所示。

（2）先施工1、2號觀察孔，每孔施工完成后安裝孔板流量計(jì)，并連管抽放，抽放參數(shù)至少每天測定一次。

（3）1、2號觀察孔施工完畢并連管抽放一個(gè)圓班后，開始施工1號壓裂孔，進(jìn)行水力壓裂，觀察1、2號觀察孔抽放參數(shù)的變化情況，確定水力壓裂影響半徑。

2號鉆場3號鉆場FD003膠帶順槽19m15m4號鉆場

2號觀察孔1號壓裂孔1號觀察孔

圖一1號壓裂孔和1、2號觀察孔布置方式

2、壓裂效果測定

（1）先施工本煤層鉆孔作為觀察孔，后施工壓裂孔進(jìn)行水力壓裂并觀察壓裂效果

①在FD003工作面第三預(yù)抽巷軌道順槽側(cè)，開口中線后退40米施工本煤層382、376、370、364、358、352、346、340、334、328、322、316、312、308、304、300號，與FD003工作面膠帶軌道順槽側(cè)已施工的本煤層抽放鉆孔319332號共同作為觀察孔；由抽放隊(duì)負(fù)責(zé)對每一觀察孔安裝孔板流量計(jì)，每天測定抽放參數(shù)。

②在FD003第三預(yù)抽巷內(nèi)距軌道、膠帶順槽各47.6米處向工作面回采方向分別施工3號、4號水力壓裂孔，先施工4號壓裂孔，再施工3號壓裂孔，打完一孔壓裂一孔。

③壓裂孔施工、壓裂過程中及壓裂后，由抽放隊(duì)負(fù)責(zé)繼續(xù)對觀察孔進(jìn)行抽放參數(shù)測定，自2號壓裂孔壓裂結(jié)束開始到3號壓裂孔壓裂結(jié)束向后順延三班，每班測定參數(shù)一次，其它時(shí)間每天測定參數(shù)一次。

（2）先進(jìn)行水力壓裂，后施工本煤層鉆孔作為觀察孔并觀察壓裂實(shí)驗(yàn)效果

①在FD003第三預(yù)抽巷正中和距軌道順槽、膠帶順槽27.4米處分別沿工作面掘進(jìn)方向施工5、6、7號壓裂孔進(jìn)行水力壓裂。

②對煤層進(jìn)行壓裂后施工本煤層鉆孔做為觀察孔，觀察壓裂后施工的本煤層鉆孔與普通本煤層鉆孔在施工難易程度、抽放參數(shù)、濃度及流量衰減速度等方面的變化情況。

各壓裂孔及觀察孔的實(shí)際布置圖如圖二所示圖二壓裂效果測定各壓裂孔和觀察孔布置圖

五、壓裂孔封孔工藝及水力壓裂工藝流程

1、壓裂孔封孔工藝

（1）水力壓裂專用封孔器封孔

鉆孔打完后，采用ZF-A51增強(qiáng)型（河北歐亞特種膠管制造有限公司制造）或者SFKA70/45-1500型（河南理工大學(xué)制造）水力壓裂專用封孔器進(jìn)行封孔時(shí)，用快速街頭和U型卡把專用封孔器的連接桿連接到孔內(nèi)用優(yōu)質(zhì)耐高壓無縫鋼管，然后一同人工送入孔內(nèi)(專用封孔器在前)，邊送邊連接下一根孔內(nèi)用優(yōu)質(zhì)耐高壓無縫鋼管，保證不脫節(jié)，當(dāng)人工無法再送入時(shí)，將孔內(nèi)用優(yōu)質(zhì)耐高壓無縫鋼管和300杭鉆連接起來，用鉆機(jī)送入，直至不能送入為止，或者送入深度25米以上。

（2）聚氨酯和膨脹水泥封孔

把長度1米左右的彩色布袋用訂書機(jī)訂好，并留一個(gè)長200mm的小口，裹在距離壓裂管正頭2m處的壓裂管上，用扎絲將已裹上的彩色布袋捆緊。然后在距離壓裂管正頭4m處將注漿管捆綁在壓裂管上，并向彩色布袋的小口處倒入B、C兩種聚氨酯各一袋，將聚氨酯和均勻并充滿整個(gè)彩色布袋后連同壓裂管、注漿管立即一同送入空內(nèi)，邊送邊連接下一根壓裂管和注漿管，直至不能送入或者28m以上，然后在孔口送入2m長度的返漿管，緊貼鉆孔上壁以便準(zhǔn)確判斷膨脹水泥漿或者聚氨酯是否注滿。將小袋卷裝膨脹水泥濕潤后用長2m的注漿木棍送入孔內(nèi)，使孔口最外段封孔2m，過30分鐘后，通過注漿管向孔中間段注入膨脹水泥漿或者聚氨酯，直至通過返漿管判斷出空內(nèi)已注滿才停止，關(guān)閉注漿閥門。其注滿漿后的鉆孔封孔段如圖三所示。返漿管注漿管壓裂管孔口卷裝膨脹水泥膨脹水泥(聚胺脂)聚胺脂段鉆孔圖三注滿漿后的鉆孔圖

2、水力壓裂工藝流程

首先按照集團(tuán)公司《水力壓裂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定去購置相關(guān)參數(shù)的各種壓裂設(shè)備并放置在井下合適的地點(diǎn)，鋪設(shè)并連接好孔外壓裂管路，同時(shí)用快速接頭和U型卡將孔外壓裂管路與壓裂泵連接起來，壓裂泵的另一頭與供水箱連接起來，把井下壓裂泵處供水管分源截留到供水箱里面以保證壓裂時(shí)水量跟上，并在壓裂泵上安裝好壓力表，在供水管上安裝好水表。按照水力壓裂方案設(shè)計(jì)的要求在指定地點(diǎn)施工壓裂孔，施工好壓裂孔后按照水力壓裂封孔工藝進(jìn)行封孔，封孔完成后將孔內(nèi)用優(yōu)質(zhì)耐高壓無縫鋼管連接到孔外壓裂管路上。

準(zhǔn)備工作就緒后將FD003膠帶順槽及FD003第三預(yù)抽巷的人員全部撤出至FD003聯(lián)絡(luò)巷風(fēng)門外或者FD003第三預(yù)抽巷風(fēng)門外（FD003軌道側(cè)）,并設(shè)專人在風(fēng)門外把口，掘進(jìn)頭及其回風(fēng)巷內(nèi)，所有電器設(shè)備必須切斷電源，同時(shí)安排管路巡查工巡查一遍壓裂管路。確定合適的初始壓力（剛開始幾次設(shè)置為15MPa，最后幾次壓裂時(shí)設(shè)置為4MPa），然后安排專職人員開壓裂泵，開始壓裂，壓裂過程中安排專人觀察壓力表讀數(shù)并觀察水箱內(nèi)水量變化情況，同時(shí)做好記錄。若未出現(xiàn)異常現(xiàn)象則緩慢升壓（注水壓力控制在8～30MPa），直至達(dá)到最大注水壓力，待壓力穩(wěn)定下來壓裂1～2小時(shí)并且水壓下降至實(shí)際最大注水壓力的30％以上時(shí)，可結(jié)束注水，緩慢卸壓，停止壓裂。六、各壓裂孔孔壓裂實(shí)際情況及打鉆施工情況

1、2號壓裂孔壓裂及打鉆情況

8月13日義安礦FD003膠帶順槽2號鉆孔進(jìn)行了水力壓裂實(shí)驗(yàn)，該壓裂孔實(shí)打39m，退鉆桿時(shí)掉鉆桿8根，孔徑為89mm，偏角傾角均為0°，采用ZFA51型專用封孔器（河北歐亞特種膠管有限公司制造）進(jìn)行封孔，封孔深度為7米。壓裂過程中初始壓力設(shè)置為15MPa，注水壓力1622MPa不等，最大達(dá)到22MPa，最后突然降到5MPa即停止壓裂，共壓裂了13min，注水總量5m3。壓裂期間，瓦斯探頭顯示瓦斯?jié)舛葹?.15。停泵后進(jìn)入壓裂地點(diǎn)觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)封孔器被壓壞了，壓裂孔里面有水響聲，不過本次壓裂注入水很少從鉆孔倒流出來，該壓裂孔漏水不大，0.5t-1t左右，壓裂孔封孔器崩裂，尾端連接頭斷裂，封孔膠囊留于孔內(nèi)。壓裂期間其水表讀數(shù)及注水壓力表如下圖：1號壓裂孔水表讀數(shù)變化圖353434333231水表讀數(shù)(m3)33323130292817:572918:0018:0218:0518:08注水時(shí)間(min)1號壓裂孔注水壓力變化圖18:1118:14

2522201*181818161620注水壓力(MPa)151055017:5718:0018:0218:0518:08注水時(shí)間(min)18:1118:14

2、3號壓裂孔壓裂及打鉆情況

8月19日八點(diǎn)班，義安礦第三預(yù)抽巷3號壓裂孔進(jìn)行了水力壓裂實(shí)驗(yàn)，該壓裂孔布置在FD003工作面第三預(yù)抽巷距軌道順槽開口47.6m處，距頂1.4m，孔徑89mm，左偏5°，傾角下俯2.5°。設(shè)計(jì)80m，實(shí)打69m，退桿61根，掉桿8根，無鉆頭。采用水力壓裂ZFA51型專用封孔器（河北歐亞特種膠管有限公司制造）進(jìn)行封孔，封孔深度19m。壓裂過程中初始壓力設(shè)置為15MPa，注水壓力最大達(dá)到16MPa，在1116MPa之間不等。注入水量達(dá)16m3，共壓裂了25min，壓裂期間，無縫鋼管接頭多處被壓裂，瀉出高壓水把封孔抽放黃膠管沖壞，造成多處抽放管漏氣，軌道順槽也多出積水，但漏水量不大，最多2m3。管路高壓使固定無縫鋼管的札絲2處斷裂。本次壓裂雖然和前兩次壓裂時(shí)用的同一種封孔器，但是此次封孔器封孔效果較好，無漏水，沒有出現(xiàn)前兩次壓裂時(shí)的異�，F(xiàn)象。

該孔于8月21日又進(jìn)行了壓裂實(shí)驗(yàn)，由于無縫鋼管不能承受30MPa的壓力，本次壓裂重新鋪設(shè)高壓膠管鋪設(shè)進(jìn)行壓裂。第二次壓裂期間，雖然最高壓力達(dá)到32MPa，壓裂了42min，但水始終壓不進(jìn)煤體，也沒有什么效果。該孔封孔很好，壓裂期間始終無漏水。管路系統(tǒng)也很好，無任何問題，封孔器撥出也完好。

9月5日該孔又進(jìn)行了壓裂。由于該壓裂孔之前壓裂過兩次但均不理想，又重新套孔，套至18米處打不進(jìn)去，然后退鉆。采用聚氨酯和膨脹水泥封孔，封孔深度12米，其中封孔段最里段為聚氨酯封孔1米，最外段用小袋卷裝膨脹水泥濕潤后封孔1.5米，中間段注滿聚胺脂4袋（B和C各兩袋），該孔壓裂時(shí)初始壓力設(shè)置為4MPa，然后慢慢升壓，最大壓力達(dá)到8MPa，共壓裂了17min，注入水量5m3。該孔壓裂過程中注水很快，無漏水，封孔效果很好，壓裂后現(xiàn)象明顯：1、孔口上方頂板壓裂，往外淋水，頂板裂開1cm寬的裂縫。2、孔口上方頂板壓裂掉一塊30×40×20的巖石，共計(jì)約1m3巖石壓裂。3、距孔口（軌道側(cè)）4.6m處煤壁漏水；距孔口（膠帶側(cè)）2.6m處頂板上半圓木壓斷兩根，最遠(yuǎn)距巷幫1.3m。本次壓裂過程比較成功。3號壓裂孔壓裂時(shí)水表讀數(shù)及注水壓力變化如下圖所示：

3號壓裂孔第一次壓裂水表讀數(shù)變化圖55504540353025201*105011:3111:3811:4511:5212:00注水時(shí)間(min)12:0712:14

4742433450水表讀數(shù)(m3)3號壓裂孔第二次壓裂時(shí)注水壓力變化圖3530252517.5171612121624.22827312730注水壓力(MPa)201*105201*015:0715:2115:3615:5016:0416:1916:3316:4817:0217:16-5注水時(shí)間(min)3號壓裂孔第二次壓裂時(shí)水表讀數(shù)變化圖55.55554.55554水表讀數(shù)（m3）5453.55352.55251.5515150.515:0715:215252.552.515:3615:5016:0416:1916:33注水時(shí)間(min)16:4817:02

3號壓裂孔第三次壓裂時(shí)注水壓力變化圖9878注水壓力(MPa)654321010:45010:5010:56244666611:0211:08注水時(shí)間(min)11:1311:1911:3號壓裂孔第三次壓裂時(shí)水表讀數(shù)變化圖147146146144.5145水表讀數(shù)（m3）14514414314214114013910:4014010:4810:55141.514211:0211:09注水時(shí)間(min)11:1611:3、4號壓裂孔壓裂情況和打鉆情況

4號壓裂孔布置在FD003工作面第三預(yù)抽巷距膠帶順槽開口47.6m處，距頂1.4m，孔徑為89mm，左偏5°，傾角下俯2.5°。設(shè)計(jì)80m，實(shí)打60m，退桿11根，掉桿49根，無鉆頭。鑒于此，無法封孔，用水泥砂漿封住，再向里5m處補(bǔ)打一孔。設(shè)計(jì)80m，實(shí)打80m，退桿80根。該孔于8月23日壓裂，采用ZF-A51增強(qiáng)型封孔器（河北歐亞特種膠管有限公司制造）進(jìn)行封孔，封孔24m。在壓裂期間，封孔效果不好，壓力始終上不去，停泵，注入水量很少，壓進(jìn)去的水幾乎全部從孔口流出。拉拔封孔器時(shí)，里段焊接處斷裂，封孔膠囊留于孔內(nèi)。

其壓裂期間水表讀數(shù)和壓力變化如下圖：

4號壓裂孔壓裂時(shí)水表讀數(shù)變化圖757474水表讀數(shù)（m3）7372.572717069.56912:3412:3612:3712:3812:40注水時(shí)間(min)12:4112:4312:4號壓裂孔壓裂時(shí)注水壓力變化圖1210注水壓力(MPa)864201*:3412:3612:3712:3812:40注水時(shí)間(min)12:4112:4312:44

4、5號壓裂孔壓裂情況及打鉆情況

5號壓裂孔布置在FD003工作面第三預(yù)抽巷距膠帶順槽67.6m處，距頂1.4m，孔徑89mm，左偏5°，傾角上仰2.5°。實(shí)打80m，退桿80根。采用河南理工大學(xué)SFKA70/45-1500型專用封孔器進(jìn)行封孔，封孔深度26米。8月23日該孔進(jìn)行了第一次壓裂，壓裂期間設(shè)置初始壓力為15MPa，壓力起初一直穩(wěn)定在15MPa,升壓3MPa后，指針迅速指到22MPa,然后迅速下降，在6MPa穩(wěn)定,判定為封孔器損壞。停泵前去檢查時(shí)，水全部從孔口倒流出來。后來封孔器拔出，中部崩裂。

8月27日該孔又進(jìn)行了第二次壓裂，采用聚氨酯和膨脹水泥封孔，封孔深度22米，封孔段的最里段用聚氨酯封孔2米，尾段用卷狀膨脹水泥濕潤后封孔3米，中間段用注漿泵注入膨脹水泥漿，封孔24小時(shí)后壓裂，壓裂過程中壓力穩(wěn)定在8MPa左右，壓裂15分鐘正準(zhǔn)備升壓時(shí)，壓力下降，升不上去，停泵后進(jìn)入檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)注入水從距離孔口3米的煤壁處擠出，壓裂孔處無漏水，封孔效果很好，共注入水8m3。

5號壓裂孔壓裂時(shí)水表讀數(shù)及注水壓力如下圖：

5號壓裂孔第一次壓裂時(shí)水表讀數(shù)變化圖7069686869.5水表讀數(shù)(m3)6766656463626111:396211:4262.56511:4511:4811:51注水時(shí)間(min)11:5411:5712:00

5號壓裂孔第一次壓裂時(shí)注水壓力變化圖161415注水壓力(MPa)1210864201*:39211:4211:4511:4811:51注水時(shí)間(min)11:5411:5712:0066

5號壓裂孔第二次壓裂時(shí)水表讀數(shù)變化圖9291909189.5水表讀數(shù)(m3)898887868584835:348584.583.55:365:395:425:45注水時(shí)間(min)875:485:51

5號壓裂孔第二次壓裂時(shí)注水壓力變化圖98776877766注水壓力(MPa)65432105:3445:365:395:425:45注水時(shí)間(min)5:485:51

5、6號壓裂孔壓裂情況及打鉆情況

6號壓裂孔布置在FD003工作面第三預(yù)抽巷距軌道順槽開口27.6m處，距頂1.4m，孔徑89mm，左偏5°，傾角上仰2.5°。設(shè)計(jì)80m，實(shí)打80m，退桿30根，掉桿50根，無鉆頭。又重新套孔30m，用ZF-A51增強(qiáng)型專用封孔器（河北歐亞特種膠管有限公司制造）封孔19m。8月21日該孔進(jìn)行了壓裂，壓力泵設(shè)置初始壓力為15MPa，在壓裂期間，壓力始終在6MPa，判定為封孔不嚴(yán)，漏水，停泵前去查看，水全部漏出，后來拔出孔封器發(fā)現(xiàn)其中部崩裂。

由于6號壓裂孔第一次壓裂未成功，于是在FD003工作面第三預(yù)抽巷距軌道順槽開口32.6m處施工了6號壓裂孔補(bǔ)孔，該孔距頂1.4m，孔徑89mm，左偏5°，傾角上仰2.5°。設(shè)計(jì)80m，實(shí)打80m，退桿40根，掉桿40根，無鉆頭。用河南理工大學(xué)SFKA70/45-1500型封孔器封孔30m。8月25日該孔進(jìn)行了壓裂，壓力泵設(shè)置初始壓力為12MPa，在壓裂期間，壓力始終比較穩(wěn)定，指針不擺動。加壓到18MPa時(shí)壓力忽然上升到22MPa，然后迅速下降在7MPa穩(wěn)定。判定為封孔器爆裂而漏水，停泵前去查看，水全部漏出。

6號壓裂孔補(bǔ)孔第一次壓裂不理想，于8月27日進(jìn)行了第二次壓裂。第二次壓裂采用ZFA51型專用膠囊封孔器（河北歐亞特種膠管制造有限公司）封孔，封孔深度15米，壓裂時(shí)初始壓力設(shè)置為6MPa，然后慢慢升壓，待壓力升到17MPa后至少每10分鐘且壓力表指針穩(wěn)定后升壓一次，每次升壓2MPa。壓力最大達(dá)到24MPa，壓裂一個(gè)半小時(shí)后壓力迅速下降至17MPa，然后再慢慢下降，停泵后進(jìn)入檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)無漏水，封孔效果很好，共注入水量33m3，壓裂期間回風(fēng)流瓦斯?jié)舛容^平常明顯上升，達(dá)到0.26%，高出一倍多。壓裂后現(xiàn)象明顯：（1）該孔孔口對面串桿多處斷裂，共計(jì)11棚工字鋼棚腿壓彎，明顯變形，煤壁被壓鼓出，棚腿外移250mm。（2）距孔口（軌道側(cè)）13.5m和16.0m兩處頂板淋水，這兩處位置巷幫上多處串桿被壓斷或壓裂。（3）鉆機(jī)固定點(diǎn)柱壓彎2根，呈弧形。（4）頂板有2-3cm裂縫，長度約3m，支護(hù)頂板的半圓木被壓斷或壓裂。（5）頂板多處掉渣，最明顯為距孔口（膠帶側(cè)）20m處，掉下300mm×300mm×100mm渣一塊。（6）孔口處煤被擠出100Kg左右。（7）從壓裂開始到壓裂結(jié)束，第三預(yù)抽巷風(fēng)門把口人員聽見不少于20次響煤炮，孔口煤壁掉渣，有咔嚓聲。

6號壓裂孔及6號壓裂孔補(bǔ)孔壓裂時(shí)水表讀數(shù)及注水壓力如下圖：

6號壓裂孔壓裂時(shí)水表讀數(shù)變化圖63626162水表讀數(shù)(m3)60595857565518:1456596018:1718:201*:23注水時(shí)間(min)18:2518:6號壓裂孔壓裂時(shí)注水壓力變化圖766666注水壓力(MPa)54321018:1418:1718:201*:23注水時(shí)間(min)18:2518:28

6號壓裂孔補(bǔ)孔第一次壓裂時(shí)水表讀數(shù)變化圖828180807977.57776757421:367574.521:5075757522:3322:4881.5水表讀數(shù)(m3)797822:0422:19注水時(shí)間(min)6號壓裂孔補(bǔ)孔第一次壓裂時(shí)注水壓力變化表201*161818151512129777141414181818注水壓力(MPa)1412108642021:3621:5022:0422:19注水時(shí)間(min)22:3322:48

6號壓裂孔補(bǔ)孔第二次壓裂時(shí)水表讀數(shù)變化圖1401201*7112117124.5122水表變化(m3)10080604020979994.59491929210210710806:146:286:436:577:12注水時(shí)間(min)7:267:407:6號壓裂孔補(bǔ)孔第二次壓裂時(shí)注水壓力變化圖302524201*18181818注水壓力(MPa)201*1717151056101112151415171712119806:146:286:436:577:12注水時(shí)間(min)7:267:407:55

6、7號壓裂孔壓裂及打鉆情況

7號壓裂孔布置在FD003工作面中間，距軌道側(cè)67.6m。該孔偏角為左偏5°，下俯2.5°，孔徑89mm，實(shí)打71m，退桿71根，鉆桿全部退出，該孔全煤，塌孔非常嚴(yán)重。該孔采用聚氨酯和膨脹水泥封孔12m，封孔段的最里段采用聚氨酯4袋（B和C各兩袋）封孔2m，最外段（孔口處）用3箱小袋卷裝膨脹水泥濕潤后封孔2米，中簡段全部注上聚氨酯，共計(jì)60公斤（B、C各60袋）。該孔在壓裂過程中，聚胺脂不能承受高壓，強(qiáng)度不夠，從孔口漏水2m左右。壓裂過程中，聽見2聲響煤炮，中間間隔時(shí)間為5min。壓裂過程不是太理想。

7號孔壓裂時(shí)水表讀數(shù)及注水壓力變化如下圖：7號壓裂孔壓裂時(shí)水表讀數(shù)變化圖134133.5133132131.51311301291281279:44128127.59:479:509:539:569:5910:0110:0410:0710:1010:13注水時(shí)間(min)129130水表讀數(shù)(MPa)

7號壓裂孔壓裂時(shí)注水壓力變化圖987765`68注水壓力(MPa)65432109:4409:479:509:539:569:5910:01注水時(shí)間(min)010:0410:07010:1010:

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