近年来，煤层气公司致力于煤矿井上下联合灾害治理、井下区域瓦斯消突技术研究，建强培优煤层气开发利用、地面区域防治水等灾害治理专业化队伍，专注于技术创新和管理创新，为煤矿企业解决了实际问题，不断提高核心竞争力，增强核心功能，提升价值创造能力。即日起，本公众号将陆续推出系列专题报道，介绍重点项目技术应用、科技成果、创新创效等方面的亮点突破、经验做法和工作成效，敬请关注。

　　专题一：碎软低渗煤层顶板水平井分段压裂高效抽采关键技术

　　项目与技术简介

　　贵州新田项目位于贵州省毕节市黔西县甘棠镇梨子冲村，2020年4月，根据《煤矿井上下三区联动抽采煤层瓦斯示范工程会议纪要》（黔能源专议[2019]39号）及《关于同意贵州豫能投资有限公司新田煤矿开展井上下三区联动抽采煤层瓦斯示范试点工程建设的批复》（黔能源科技[2020]52号），河南省煤层气开发利用有限公司积极组织成立了以李广生为牵头人的专业技术团队，配齐了项目组人员。

　　依托项目示范工程，项目团队人员进行了项目整体施工方案的编制及评审，优选了矿井二采区（规划区）进行煤层顶板水平井工程部署，同时开工建设。通过钻完井、分段压裂及下泵作业的实施，2021年10月进行投产作业。截止2024年9月，在项目团队自主设计、自主施工、自主精细化管理下，水平井已累产近320万m3，并持续以4000m3/d的产能高位运行。项目的成功实施，为具有类似地质条件的高突矿井煤层气抽采及煤矿区瓦斯治理提供了技术方向引领。

　　基于新田煤矿特有的地质属性及地形地貌，示范项目优选采用煤层顶板水平井分段压裂高效抽采技术，该技术是以科学评价选区、优快钻完井、精准定向射孔分段压裂及智能精细排采技术为核心，对煤储层进行间接改造，形成裂缝网络提高导流能力，促进气体运移产出提升气井产能，为煤矿安全高效开采保驾护航。

　　项目技术亮点

　　1科学分析选区优选井位

　　项目团队基于贵州省煤储层“一弱（龙潭组富水性弱）、两多（控气构造类型多、煤层层数多）、三高（含气量高、资源丰度高、地应力高）、四大（资源量大、煤级变化大、渗透率变化大、地层垂向变化大）”的特殊地质属性，结合矿井采掘接替规划及贵州地区特有的喀斯特地形地貌，应用煤田地质学、瓦斯地质学、地质构造学、沉积学、流体力学等多学科基础理论，配套现场考察、测试及数值模拟等手段，深入分析矿井地层特征、煤层空间展布、区域构造演化、煤层瓦斯赋存规律、水文地质等开采地质条件和矿井开采现状，进行资源评价和科学选区，优选矿井二采区（规划区）作为研究区，同时进行了井位的优选。

　　2精准轨迹控制优快钻完井

　　项目团队针对矿区复杂的地层岩性特征及煤体结构条件，重点分析该区块煤层顶板水平井上部灰岩层漏失、水垂比大、井眼轨迹控制难度大等钻井技术难点，通过井眼轨迹优化设计、井身结构优选，采用巨厚灰岩层空气锤快速钻进、大角度导眼精准着陆轨迹控制、水平段井眼轨迹精确控制以及间断探煤等新技术新工艺，实施近距离导眼井确保地质导向精准度，试验特殊钻井液体系确保井眼稳定，最终实现了长距离水平段“一趟钻”完钻，取得了施工水平段700米、水垂比2.7、水平段钻进时效平均140米/天、探煤次数3次、目的层钻遇率96%的好成绩，创下了同时期贵州省煤层气顶板水平井施工水平段最长、水垂比最大、水平段钻进时效最快、水平段探煤次数最多、目的层钻遇率最高的多项新纪录。

　　3精准分簇分段高效压裂

　　煤储层改造成功与否是水平井取得高效抽采的关键所在。煤储层改造之压裂工程是技术复杂、难度大的关键工序，各级专家领导高度重视，精细部署，多次组织专家对项目压裂地质设计、压裂施工设计进行论证、评审。领导下沉一线指挥，亲自驻守现场，提前进驻井场指导压裂工作的开展。最终在对矿区基础地质资料深入分析的基础上，结合行业前沿，科学研判，水平井压裂采用泵送桥塞分簇定向射孔分段压裂工艺。整体压裂采用“控缝高+中等规模+适度加砂”模式以及高前置液、变排量、变粒径、稳压促缝长控缝高的泵注思路。同时采用“统筹分段、优化微调、重点煤段”的方式对射孔方位方式、分段段数、段间距、簇间距进行优化调整。经过12天的艰苦奋战，共计完成压裂9段施工作业，施工排量最高达到13m3/min，共计注入压裂液近12000m3，压裂砂近750m3，超额完成设计任务，实现了裂缝缝网的形成。

　　4精细智能控制高效抽采

　　基于矿井煤层埋深相对较浅，优选安装简单、体积小、维护简单的美国沃威电潜泵进行排水降压，同时合理设计完井管柱组合，搭载“DAPS油气井智能排采控制系统”作为生产管控平台，完善智能化抽采工艺。基于“连续、稳定、缓慢”的排采原则，创新提出“三段管控+八级量化”的多级次精细量化抽采控制策略，开展精准化抽采管理，实现“精细策略+精准管控+智能化抽采”联作下的高效抽采模式。截止2024年9月，累计产量近320万m3，日产气量稳定在4000m3左右，实现了矿井瓦斯的高效预抽。

　　通过项目的实施，初步形成了“地质甜点优选技术，优快钻完井技术，深穿透多簇定向桥射联作技术，大规模、大排量、大液量、低中砂比活性水分段压裂技术，浅层智能化精细排采技术”等三项工艺及八大关键技术体系，实现了复杂矿区低渗煤层的煤层瓦斯高效预抽。

　　项目技术示范及展望

　　新田矿区煤层顶板水平井分段压裂高效抽采项目（XT01-H1井）的成功实施，受到了河南、贵州等省市地方政府、河南能源集团公司及兄弟单位各级领导的一致肯定和高度关注。目前该项目已发表科技期刊论文十数篇，申报专利8项，获得了河南能源集团科技进步一等奖，同时该技术已在贵州织金戴家田煤矿、文家坝区块、绿塘煤矿及盘县地区的煤矿区瓦斯灾害治理及煤层气开发上得到了推广应用，结合地质条件调整工艺参数在集团公司内部榆树岭煤矿成功实施了煤层顶板水平井分段压裂高效抽采项目。项目实现了碎软煤层瓦斯高效抽采技术和产能的双重突破，示范效应巨大。

　　针对煤矿区复合型灾害问题的日趋严重，目前煤层气公司依托煤层顶板水平井分段压裂关键技术体系，正在积极探索优化分析，并结合坚硬顶板井下定向长钻孔分段压裂强矿压治理方法思路，试验应用坚硬顶板地面水平井分段压裂进行强矿压（冲击地压）治理，同时应用提升巨厚硬煤层放顶煤高效开采采收率。进一步推进顶板水平井分段压裂技术体系向精准化、协调化、智能化、综合化和示范化方向发展，助力煤炭及煤层气资源安全绿色高效开发。