“中国煤层气资源开发”项目的成就与后续发展(2)
2017-08-23 03:34
导读：(1)井下水平定向长钻孔抽取采空区煤层气 我国过去几十年井下煤层气抽放一般均采用国产旋转钻进短孔钻机打本层孔或穿层孔，钻机设计深度最大为300ｍ
(1)井下水平定向长钻孔抽取采空区煤层气
我国过去几十年井下煤层气抽放一般均采用国产旋转钻进短孔钻机打本层孔或穿层孔，钻机设计深度最大为300ｍ。煤矿使用时，实际钻孔深度多为70～160ｍ不等。铁法示范项目使用的是引进的弗莱彻千米定向钻机，采用高压水驱动孔内马达钻进。此类钻机在美国煤层中钻进时曾创造过1538ｍ的世界记录。铁法矿务局的技术人员在接受美国专家的
培训后，掌握了钻机的使用和维修技术，在大兴矿S1702综采工作面上方施工了三个水平定向钻孔，总长度685.5ｍ，三孔长度分别为305ｍ，224.5ｍ和156ｍ。第一个孔是在美国REI公司的协助下完成的，后两个孔是铁法矿务局独立完成的。S1702工作面的三个水平长钻孔从1996年8月16日到1997年3月4日的199天中，抽出纯甲烷总量为167.472万m3，抽出的煤层气均并入矿区利用系统。这种抽放方法的抽放率比常规方法提高57.62%。在用水平长钻孔抽放的4个月中，所在工作面原煤最高月产量为18.54万ｔ，平均13.886万ｔ/月，比该局平均月产提高33.9%；生产效率达103.286ｔ／工·日，比该局平均生产效率61.042ｔ／工·日，提高了40.9%。
铁法矿务局计划98年安排第二个井下水平定向长钻孔示范工作面，再打两个500ｍ的水平长钻孔，争取创造国内井下定向钻孔的新记录。
(2)地面垂直采空区井抽取采空区煤层气
地面垂直采空区井(又称采动区井)是铁法子项目最成功的范例。这种方法是在地面适当位置按一定间距打若干垂直孔至采煤工作面上方岩石的裂隙带内，利用采煤中顶板压力变化造成的裂隙发育而大量产气。铁法矿务局在大兴矿N1405回采工作面地面钻了三个采空区井，三孔总长度1603.22ｍ，分别为532ｍ，533ｍ和538ｍ。三孔从1995年6月28日到1997年末共产气307.55万m3，所产气全部并入利用系统。此外，这三个孔所在示范工作面N1405下面的N1701工作面已于1997年完成设计工作，今年6月即可在工作面采煤时利用N1701采后冒落形成的与相距45.3ｍ的上部Ｎ1405面连通的裂隙，形成第二个产气高峰。
（转载自http://zw.nseac.coM科教作文网）
铁法矿务局根据1996年地面采空区井的抽放量统计数据作了经济效益分析，主要经济效益有：
①向1.46万户居民供气，按0.6元／m3计，收益为302.76万元；
②由于瓦斯抽放及时，使综采开机率由54.5%提高到68.1%，增产煤炭2.74万ｔ，增收274万元；
③由于瓦斯抽放率提高到58.93%，采场供风减少了502m3／分，9个月节约主扇电费195.17万元；
④1.46万户居民用气后每年节煤3万ｔ，节省360万元，9个月总计创经济效益983.42万元。
此外，地面采空区井还获得了明显的安全效益和环境效益：使瓦斯突出矿井大兴
矿在降低排风量的情况下实现了安全生产；从三个地面采空区井抽出的201.8万m3煤层气(截至1996年3月底的统计)全部加以利用，减少向大气排放甲烷55.77%，对保护地区和全球环境作出了贡献。在铁法子项目的最终报告中将有最新的经济效益和社会效益的统计数字。
为了总结推广铁法矿区地面采空区井的成功经验，在联合国的资助下，煤科总院抚顺分院会同铁法矿务局，并在中外专家的协助下，最近已编制完成了“地面采空区钻井手册”。这本手册从理论、技术和实践经验上对地面采空区井进行了全面系统的阐述和总结，对于在我国乃至世界上推广应用这一技术具有重要意义。
铁法子项目成功的经验在于，始终将项目实施的主动权掌握在自己手里，将国外的技术转化变成自己的技术，不但在采用煤层气先进技术方面起到了示范作用，而且在项目实施的管理和方式上成为典范。
3.1.2 开滦子项目
由开滦矿务局和美国分包商GAI公司实施。子项目目标是，打地面垂直钻孔进行采前预抽煤层气，应用和推广先进的煤层气地面高效钻进方法和技术，同时制定在矿区内勘探和开发煤层气的计划，设计和建造抽取系统、输送管道和煤层气处理设施，促进中国煤层气资源的商业性开发。开滦矿务局的技术人员在接受国内外培训的基础上，与美国分包商密切配合，对1号井进行了排水和井底改造工程，又先后用引进的2500DD车载钻机和国产钻机完成了3号井和4号井的钻井、固井、取芯、现场解吸、测试和完井等全部工程量。从1996年11月起，1、3、4号井先后安装了梁式抽油机进行排
水产气试验。1997年8月，开滦矿务局又委托中原油田对1号井和3号井的8、9煤层进行了水力压裂，从产气情况来看，由于水量较大，钻孔数量少，水位下降缓慢，只有4号井的日产气量达2000m3，达到了利用标准。1997年11月12日开滦矿务局为4号井建成输气管路590ｍ，并与原有的地面管路相连接，使4号井所产的煤层气成为唐山矿抽放利用系统的补充气源。目前开滦矿务局正在继续抽水试气，观测结果，如果1号井和3号井产气量达到利用标准，开滦矿务局将铺设1100m长的管路，将之纳入利用系统。与此同时，开滦矿务局还制定了开发利用唐山矿岳胥区砂岩煤层气的计划，并在钱家营和吕家坨矿施工1～2个勘探井，探讨开平煤田深部开发煤层气的可行性。另外，保养好现有的施工设备，稳定施工队伍，争取在国内煤层气开发工程中发挥作用也是开滦子项目的后续计划之一。
