如何提高勘查鉆孔瓦斯壓力測試成功率

陳頂峰 張 晗

(1.河南煤業(yè)化工集團研究院，河南 鄭州 450046;2.河南省煤炭地質(zhì)勘察研究總院，河南 鄭州 450052)

煤炭勘查階段部分鉆孔要進行煤層瓦斯壓力測試，測試方法主要是DST 鉆桿測試，該方法是引用油田行業(yè)的測試方法，在鉆孔穿過煤層2-5m后停鉆，在鉆桿下部接上專用的井下工具(帶膠筒封隔器和電子壓力計的測試器)，然后對測試層段封隔蹩壓，進行測試。目前測試環(huán)節(jié)中還存在一定的不足，測試的結(jié)果并不理想，測試的成功率基本在50%左右，作者對測試過程中影響測試結(jié)果的因素進行了具體分析，提出了四個需要改善的環(huán)節(jié)，希望對以后的測試起到一定的幫助作用，進而提高勘查階段煤層瓦斯壓力測試的成功率。

DST 鉆桿測試的結(jié)果理論上是一個二開二關(guān)的壓力與時間相關(guān)的標準曲線，如圖1所示，但是現(xiàn)實測試中的曲線會受到不同因素的影響，有的與標準曲線相差甚遠，接下來對各種測試現(xiàn)象及其因素進行詳細的分析。

1 鉆井液調(diào)試

嚴格上瓦斯壓力測試前應(yīng)該進行清水沖孔，清除煤層上的泥餅，但是考慮到鉆孔安全性，應(yīng)盡量調(diào)稀鉆井液，使煤層中的瓦斯能夠自由釋放出來。鉆井液過稠，會完全包住煤層，瓦斯氣體不能釋放，并且鉆井液會堵塞測試導(dǎo)氣管，使測試結(jié)果不理想，嚴重時造成測試失敗，二開曲線不顯示，如圖2所示。

改善方法:實際測試中，一般要求泥漿低含沙量、低失水量，不能過于黏稠。

2 井下開關(guān)閥門

目前用于測試的閥門比較先進的是電子開關(guān)閥門，該閥門操作簡單、方便，能夠按測試者的要求定時開關(guān)井，但是由于測試的環(huán)境易潮濕，容易造成開關(guān)遇水失靈，不能完成二關(guān)的要求，測試曲線不合格，如圖3所示。

改善方法:測試前要對測試開關(guān)做專門的防水處理，或者研制測試專用開關(guān)，避免開關(guān)與水接觸。

3 測壓鉆孔質(zhì)量

某些地區(qū)地層縮徑嚴重，孔徑變化比較大，待測煤層上部鉆孔縮徑，使儀器不能順利下井，有的縮徑嚴重的無法取出測試工具。上部孔徑過大，封隔器封孔效果不好，甚至封隔器無法坐封，測試失敗，如圖4所示。

改善方法:選擇測試鉆孔時盡量找那些鉆孔質(zhì)量較好的鉆孔，必須執(zhí)行先測井后測壓的流程，分析測井數(shù)據(jù)和巖心資料，選擇合適的坐封位置，避開破碎帶和擴徑部位，針對某些鉆孔縮徑嚴重的地區(qū)，如果確實需要測試，要求鉆進過程中下入套管，這樣不僅可以避免縮徑帶來的測試失敗，另外也避免了測試事故的發(fā)生。

4 測壓鉆孔位置的選擇

某些測試結(jié)果與當?shù)匾阎拿簩油咚箟毫ο嗖钶^大，測試過程和測試工具都很正常，最后從當?shù)卮迕窳私獾綔y試鉆孔附近100m以前是煤礦的老采空區(qū)，煤層被擾動，且煤層中的瓦斯很大部分被抽才和逸散，造成實際測試的瓦斯壓力較低，如圖5所示。

改善方法:設(shè)計測試鉆孔位置前，首先要對測試區(qū)進行整體的了解，掌握測試區(qū)的構(gòu)造情況，煤層埋深，周圍是否有小的煤窯和采空區(qū)，這樣就可以避開煤層擾動區(qū)，測出煤層真實的瓦斯壓力。如果必須在裂隙帶、破碎帶地和斷層附近施工測壓孔時，必須對測壓孔周圍50m 范圍內(nèi)進行處理，封堵圍巖裂隙，這樣才能準確測定煤層瓦斯壓力。

其他影響因素:測試人員不專業(yè)、測試態(tài)度不認真，這也會間接導(dǎo)致測壓結(jié)果的不準確。另外良好的鉆機施工隊伍也是測壓的關(guān)鍵因素，儀器連接的密封性能、下鉆的速度、鉆具下井后適當?shù)慕o壓、提鉆解封的節(jié)奏，都決定著測壓是否能成功。

5 結(jié)論

勘查階段鉆孔瓦斯壓力測試成功與否取決于鉆孔的質(zhì)量、測試鉆孔位置的選擇、封隔器坐封位置的選擇、鉆井液的合理調(diào)試、電子開關(guān)閥的正常工作以及測試人員和鉆機人員的專業(yè)素質(zhì)水平，要想提高測試的成功率，就必須嚴格做好上面的各個環(huán)節(jié)，使測試的成果準確可靠，能夠?qū)γ簩託獾牡孛骈_發(fā)的合理選區(qū)和煤礦后期的安全生產(chǎn)有著重要的指導(dǎo)意義。測試結(jié)果表明，測試環(huán)節(jié)改善后，瓦斯壓力的測試成功率提高了30%，降低了測試的工作量和測試成本。

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