煤矿采空区煤层气井抽采关键技术与产气规律

"过采空区煤层气井地面抽采关键技术研究" 本文主要探讨了煤矿采空区下伏煤层的煤层气地面抽采的关键技术，以山西晋城寺河矿井为研究对象。煤层气的开采对于煤矿安全和资源的可持续利用具有重要意义。在采空区进行煤层气抽采面临的主要挑战包括岩层裂隙的演变规律、煤层渗透率的变化以及如何确保钻井、固井和压裂过程的安全与效率。 首先，研究分析了3#煤层采空区下伏岩层的裂隙演化规律。采空区下方的岩层通常会因采动影响而产生裂隙，这直接影响煤层的渗透性能。研究表明，9#煤层在采空区底板底鼓变形带内的渗透率可提升至约10mD，表明该区域的煤层对煤层气的流动具有较好的通道条件，有利于煤层气的抽采。 其次，为了提高固井质量和确保钻井作业的安全，文章提出了优化井身结构的方法。通过安装裸眼封隔器和反扣装置，实现了过采空区井的全井固井，有效防止了井壁坍塌和流体泄漏，增强了井筒稳定性。 再者，文章指出，在煤层气井的二次开钻过程中，采用氮气作为钻井介质穿越采空区是一种有效的安全措施。氮气不仅能降低钻井过程中的风险，还能提高施工效率。 此外，对煤层气井的产气特性进行了分类，将过采空区井分为单峰型Ⅰ（以吸附气为主）、单峰型Ⅱ（以游离气为主）和双峰型（游离气+吸附气）三类。不同类型的煤层气井在产气规律上存在显著差异，其中60%的井在1个月内产气，29%的井在2-5个月内产气，剩余11%的井需7个月以上才能开始产气。 过采空区煤层气井的地面抽采关键技术涵盖了岩层裂隙研究、井身结构优化、钻井介质选择以及产气特性的分类分析等多个方面。这些研究结果对于提高煤矿区煤层气的抽采效率和经济效益，以及保障煤矿安全生产具有重要指导意义。同时，对于类似地质条件下的其他煤矿区煤层气开发也具有一定的参考价值。