[发明专利]一种松软低渗煤层长钻孔定向分段压裂高效瓦斯抽采方法

权利要求书

1.一种松软低渗煤层长钻孔定向分段压裂高效瓦斯抽采方法，其特征在于：包括以下步骤，

S100～在松软低渗煤层（1）底板岩层（3）中开掘底板岩巷（18），从底板岩巷（18）穿过煤层向顶板岩层（2）钻设水平压裂孔（4），并控制水平压裂孔（4）在距煤层顶界0.5~1.0米的岩层中；

S200～水平压裂孔（4）钻设完成后，退出钻具，清水冲洗水平压裂孔（4），然后下入壁厚大于4mm刚性套管至水平压裂孔（4）底部，每2根刚性套管连接一组扶正器，保证刚性套管居中和封固质量；

S300～向水平压裂孔（4）和刚性套管之间的环形空间注入石油G级水泥浆，加入速凝剂，返浆至孔口并侯凝，对水平压裂孔（4）进行水泥浆封堵固孔；

S400～侯凝24h后进行二开钻进，然后进行原钻头通钻孔，用3个钻孔容积以上清水循环冲洗钻孔，钻孔冲洗完成后起出钻具，配合下入完孔工具，试验合格后撤出钻孔设备；

S500～下入水力喷射分段压裂管柱，在水平压裂孔（4）段分段向下定向射孔沟通下部目标煤层（1），并对目标煤层（1）进行逐级压裂增透；

S600～水平压裂孔（4）压裂完成后，管内泄压，所有封隔器自动解封，完成所有层段的施工；排液过程中再向目标煤层（1）中钻设排水采气孔（15），一边钻进一边下护孔花管（16）护孔，便于保持排水采气孔畅通及后续的瓦斯抽采；

S700～对水平压裂孔（4）和排水采气孔（15）进行封孔和排液，将压裂后滞留在目标煤层（1）裂缝中的压裂液通过排水采气孔（15）进行排放；待液位降低后，排水采气孔（15）作为抽采孔抽采瓦斯，增大抽采面积和效率，同时将水平压裂孔内的压裂工具和油管作为抽采管抽采瓦斯；

S800～进行井下瓦斯抽采，在底板岩巷（18）内安装瓦斯抽采管路系统，并将压裂孔瓦斯抽采孔管路接头和排水采气孔瓦斯抽采管路接头（19）连接于瓦斯抽采管路系统中，对松软低渗煤层各抽采孔瓦斯进行负压抽采。

2.根据权利要求1所述的松软低渗煤层长钻孔定向分段压裂高效瓦斯抽采方法，其特征在于：所述的步骤S100中，底板岩巷（18）沿煤层倾向方向，其布置层位为距离目标煤层（1）底板10~15米的底板岩层（3）中；水平压裂孔（4）沿煤层走向方向，与底板岩巷（18）方向垂直，且水平压裂孔（4）的空间层位高于底板岩巷（18）。

3.根据权利要求1所述的松软低渗煤层长钻孔定向分段压裂高效瓦斯抽采方法，其特征在于：所述的步骤S500中，水力喷射分段压裂管柱由前向后依次连接压裂工具串：浮鞋（5）→定位器（6）→扶正器（12）→筛管（7）→坐封球座（8）→导压喷砂器（14）→油管短接（11）→接球座（9）→扶正器（12）→封隔器（10）→水力锚（13）→扶正器（12）→导压喷砂器（14）→油管短接（11）；然后将水力喷射分段压裂管柱与连续管连接，并将水力喷射分段压裂管柱推送至水平压裂孔（4）内预设压裂位置，对目标煤层（1）进行定向水力喷砂射孔，射孔方向朝下部目标煤层（1），穿透套管、护孔水泥层、岩层与下部目标煤层（1）贯通，接着关闭套管环空，同时提高油管、环空套管压裂液量的注入，压开目标煤层，形成裂缝，并使裂缝扩展延伸。

4.根据权利要求3所述的松软低渗煤层长钻孔定向分段压裂高效瓦斯抽采方法，其特征在于：所述步骤S500中，水力喷射分段压裂技术采用投球滑套实现分级压裂施工，通过投入大小尺寸不同的球实现滑套的逐级开启，逐级实现所有层段的分层压裂；其中，分级压裂的级数N需根据水平压裂孔的长度L和每级压裂的具体增透影响范围D来确定，首先通过现场取芯和内窥钻孔孔壁方法现场确定每级压裂所增透的影响范围D，然后得到级压裂的级数N=L/D。

5.根据权利要求1所述的松软低渗煤层长钻孔定向分段压裂高效瓦斯抽采方法，其特征在于：所述的步骤S600中，排水采气孔（15）位于目标煤层（1）中，与水平压裂孔（4）之间平行交错布置，且排水采气孔（15）的轨迹位于水平压裂孔（4）的轨迹之下。