孔繁華

摘 要:焦作煤田作為我國煤炭能源儲備的主要富集區(qū),是我國煤炭資源勘探和開采的重要區(qū)域。本文從對焦作煤田煤層氣地質(zhì)特征的介紹談起,然后系統(tǒng)的分析了焦作煤田煤層氣勘探的注意事項及相應(yīng)技術(shù)難點的解決方案,緊接著就焦作煤田煤層的勘探開發(fā)方案進行了詳細的說明,然后對焦作煤田煤層勘探開發(fā)方案的應(yīng)用前景進行了展望。

關(guān)鍵詞:焦作煤田煤層地質(zhì)特征勘探開發(fā)方案

中圖分類號:P618.11 文獻標識碼:A 文章編號1672-3791(2012)06(b)-0105-01

1 焦作煤田煤層地質(zhì)特征概述

焦作煤田煤層地質(zhì)構(gòu)造多為石炭系中的薄層灰?guī)r。石炭系有5～11層薄層灰?guī)r,其中第八層灰?guī)r和第二層灰?guī)r分布比較穩(wěn)定,八灰厚約6～10m,二灰厚約4～21m,含裂隙巖溶水。八灰和二灰均位于大煤之下,距煤層分別是20m和70m,是煤層底板充水含水層,常造成礦井底板突水。石炭系薄層灰?guī)r地表出露很小,直接接受大氣降水入滲補給量非常有限,僅在近山前及九里山、演馬礦一帶與第四系松散沉積物條帶狀接觸的區(qū)域,接受上部空隙水的越流補給。因此,焦作煤田煤層地質(zhì)構(gòu)造對煤礦的生產(chǎn)容易構(gòu)成威脅。

2 焦作煤田煤層勘探的注意事項及相應(yīng)技術(shù)難點的解決方案

由于當前焦作煤田煤層氣具有分布較深、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及巖性差異大的特點,這些特點也就決定了焦作煤田煤層氣勘探的復(fù)雜以及勘探技術(shù)的難度。結(jié)合一些關(guān)于焦作煤田煤層氣勘探的實例,筆者認為當前焦作煤田煤層氣勘探的注意事項及相應(yīng)技術(shù)難點的解決方案如下。

2.1 明確煤田煤層氣的地質(zhì)構(gòu)造類型,結(jié)合其地質(zhì)構(gòu)造提出相應(yīng)的地層分析方法

為了提高焦作煤田煤層氣的勘探效率,在開展相應(yīng)煤田煤層氣的勘探工作之前,要明確深層煤田煤層氣的地質(zhì)構(gòu)造類型,在科學(xué)判斷其地質(zhì)構(gòu)造類型的前提下,根據(jù)其地質(zhì)構(gòu)造特點提出相應(yīng)的地層分析方法,有效分析相應(yīng)煤田煤層氣的性質(zhì)、特征以及形成原因等,這也是開展相應(yīng)煤田煤層氣勘探工作中一個最為重要的注意事項。

2.2 有效利用地震勘探法來解決因煤田煤層氣地質(zhì)的特殊性給勘探開發(fā)帶來的技術(shù)難題

焦作煤田煤層氣的地質(zhì)特性都比較復(fù)雜,依靠常規(guī)的勘探技術(shù)是不能有效解決相關(guān)煤田煤層氣的勘探過程中的各項難題的,而地震勘探法是針對焦作煤田煤層氣的那些復(fù)雜的地質(zhì)特性,為有效解決相應(yīng)煤田煤層氣的勘探過程中的各種因地質(zhì)的特殊性給勘探工作帶來的技術(shù)難題,在常規(guī)的勘探技術(shù)的基礎(chǔ)上作了相應(yīng)改進的一種有針對性的,針對焦作煤田煤層氣的勘探技術(shù),所以在焦作相關(guān)煤田煤層氣的勘探的過程中要充分利用地震勘探法來有效解決因焦作煤田煤層氣地質(zhì)的特殊性給勘探工作帶來的種種技術(shù)難題。

2.3 充分利用成像測井解釋勘探新技術(shù),有效提高煤田煤層氣的勘探效率

成像測井解釋勘探新技術(shù)可以對煤田煤層氣的復(fù)雜儲藏空間以及煤田煤層氣的非均質(zhì)性等進行科學(xué)的分析,該技術(shù)可以充分實現(xiàn)對焦作煤田煤層氣儲藏情況的精細評價,并能根據(jù)評價結(jié)果有效結(jié)合煤田煤層氣勘探中所需要的那些有關(guān)常規(guī)測井以及地質(zhì)特點分析等其他方面的資料,系統(tǒng)的建立焦作煤田煤層氣儲藏的成像模式,根據(jù)成像模式來科學(xué)分析要勘探的焦作煤田煤層氣儲層的特征和狀況,進而在實施煤田煤層氣的勘探工作中,有效提高相應(yīng)煤田煤層氣的勘探效率。

3 焦作煤田煤層氣勘探開發(fā)方案

3.1 深井和超深井煤田煤層氣勘探鉆井開發(fā)方案

深井和超深井鉆井技術(shù)是焦作煤田煤層氣勘探開發(fā)中比較常見的一種勘探鉆井技術(shù),所謂的深井是指井深在4500米至6000米范圍內(nèi)的鉆井,而超深井為井深在6000米以上的鉆井。深井和超深井深層石油儲層鉆井技術(shù)是煤田煤層氣勘探開發(fā)必不可少的核心技術(shù),在我國對煤炭能源的需求日益顯著的今天,我國煤層氣分布比較廣泛的焦作地區(qū)對深井和超深井煤田煤層氣勘探鉆井技術(shù)的需求將進一步增加,然而受限于焦作煤田煤層氣地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜狀況以及深井和超深井煤層氣勘探鉆井技術(shù)自身的缺陷,深井和超深井鉆井技術(shù)在焦作煤田煤層氣的勘探中并未得到充分的利用,顯然實現(xiàn)深井和超深井深層石油儲層鉆井技術(shù)的改進,有效克服鉆井施作的過程中因地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性而引發(fā)的勘探難題將成為焦作煤田煤層氣勘探鉆井技術(shù)的發(fā)展方向。

3.2 大位移井煤田煤層氣勘探鉆井開發(fā)方案

目前對大位移井的定義主要有以下兩種:其一,所謂的大位移井就是指測深不小于垂深兩倍的水平井或定向井,如果測深大于垂深的三倍時的水平井或定向井則稱為特大位移井;其二,是指水平位移不小于垂深兩倍的水平井或定向井。由于為了滿足焦作地區(qū)不同類型煤田煤氣層勘探鉆井的需要,在大位移井鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上又形成了各種各樣的大位移井改進的鉆井技術(shù)。實際上大位移井煤田煤氣層勘探鉆井技術(shù)在焦作煤田煤氣層的勘探開采中應(yīng)用的最為廣泛的技術(shù)。

3.3 復(fù)合鉆井煤田煤層氣勘探鉆井開發(fā)方案

復(fù)合鉆井煤田煤氣層的勘探鉆井技術(shù)多采用的是螺桿鉆具配合 PDC 鉆頭的復(fù)合鉆井技術(shù),復(fù)合鉆井煤田煤氣層的勘探鉆井技術(shù)具有破巖效率高以及轉(zhuǎn)速高的特點,與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤鉆進機械相比,復(fù)合鉆井煤田煤氣層的勘探鉆井技術(shù)的鉆速非常高。使用復(fù)合鉆井煤田煤氣層的勘探鉆井技術(shù),可以有效改善鉆井中鉆柱的受力情況,從而有效控制鉆柱的彎曲程度,杜絕鉆具事故的發(fā)生。

4 焦作煤田煤層氣勘探開發(fā)方案的應(yīng)用前景

4.1 焦作煤田煤層氣勘探開發(fā)方案種鉆井技術(shù)發(fā)展的必然性

盡管當前焦作煤田煤氣層勘探鉆井技術(shù)已獲得了很大的發(fā)展和進步,但其中還有不少關(guān)鍵性的技術(shù)難題需要得到突破。例如在煤田煤氣層勘探的鉆井過程中,如何使鉆頭沿預(yù)置軌道穩(wěn)定的前行,如何有效提高鉆井的鉆速,如何實現(xiàn)鉆井的自動化與智能化控制以及如何更好的提高鉆井的質(zhì)量和效率等,都是當前焦作煤田煤氣層勘探鉆井技術(shù)急需解決的技術(shù)問題。

4.2 焦作煤田煤層氣勘探開發(fā)方案種鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著計算機信息技術(shù)的快速發(fā)展及其在各個行業(yè)中的廣泛應(yīng)用,以計算機信息技術(shù)為基礎(chǔ)的遙傳、遙測、遙控技術(shù)在焦作煤田煤層氣勘探開發(fā)方案種鉆井技術(shù)中將得到廣泛的應(yīng)用,以這些技術(shù)為支撐,實現(xiàn)焦作煤田煤層氣勘探開發(fā)方案種鉆井技術(shù)的自動化和智能化將成為焦作煤田煤層氣勘探開發(fā)方案種鉆井技術(shù)必然的發(fā)展趨勢。

5 結(jié)論

焦作煤田煤氣層作為我國煤炭能源的重要儲藏區(qū),由于該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的特點決定了該區(qū)域煤田煤氣層勘探開發(fā)方案的特殊性,明確相關(guān)煤田煤氣層的地質(zhì)構(gòu)造類型,然后選擇合適的勘探鉆井開發(fā)方案,有效控制煤田煤氣層勘探鉆井中的各項注意事項,并解決好煤田煤氣層勘探鉆井中的各項技術(shù)難題是提高焦作煤田煤氣層勘探開發(fā)效率的重要前提和保障。

參考文獻

[1] 李鐘祥,劉嘉亮．焦作煤田煤層氣地質(zhì)特征及勘查開發(fā)方案初探[J]．中國煤田地質(zhì),2009(4)．