采煤區的廢棄油井治理方法技術

公開了一種采煤區的廢棄油井治理方法，采煤區的廢棄油井治理方法首先檢測封井水泥和有表面套管，然后通過檢測結果分別檢測廢棄油井中高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞、廢棄油井的表面套管外的高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞、檢測所述廢棄油井中的油氣含量和/或檢測采煤工作面頂板結構強度，分類成不同類型的油井且基于不同類型進行井上治理和/或井下治理。

【技術實現步驟摘要】
采煤區的廢棄油井治理方法
本專利技術屬于采礦領域，特別是涉及一種采煤區的廢棄油井治理方法。
技術介紹
我國存在著不少煤炭和石油天然氣資源重疊區，但國內外關于煤炭資源和石油天然氣資源重疊區的安全高效開采問題的相關研究的文獻資料目前還不多見。但是在不同歷史條件下施工的鉆孔，井田范圍內都不同程度地存在封閉不良鉆孔，這些鉆孔往往貫穿若干含水層組、老窯、含水斷層等。由于重視程度不夠，鉆探或水文孔使用后處理不力，在開采過程中，封閉不良鉆孔可能成為礦井充水通道，使煤層開采的充水條件復雜化，給煤礦開采帶來了重大隱患，威脅礦井安全生產。此次的石油井也屬于不良鉆孔，只是相較于一般不良鉆孔，石油鉆孔對礦井安全生產威脅性更大，一般不良鉆孔的治理對石油鉆孔的封堵油一定的借鑒意義。大部分的研究者和工程技術人員認為鉆孔的安全性并非單因素主控，而是地質、水文地質以及采掘活動等多種因素共同影響的結果，但是大體上可以分為：水源、構造、采掘活動的影響以及鉆孔封閉質量這四種因素。但是目前國內外對廢棄石油井對礦井生產的影響研究較少，只有個別幾個礦有過廢棄石油井的治理經驗，但是根據這些治理經驗做出的學術成果較少，廢棄石油井中油、氣、水的擴散規律與煤層在廢棄石油井影響區的礦壓規律都不確定，需要進一步的研究。因此不良石油井鉆孔對礦井的煤層開采影響特征和規律及采掘工作面通過石油井影響區的技術方案和安全技術措施還需進一步研究。井田內的這些油井給礦井的安全高效開采產生著重大影響。礦井采用留設油井保護煤柱方式不僅要造成大量的煤炭資源損失，而且還難以正常布置采煤工作面，嚴重影響高效生產。礦井采用不留設廢棄油井保護煤柱方式開采，則存在一系列重大安全問題必須解決：一是這些廢棄石油井的施工年代久遠，資料缺乏，其井身結構、封井狀況、油層特征等都不清楚，在油井及其附近可能會產生積聚大量的硫化氫、甲烷等有害氣體，當采掘工作面揭露這些石油井的過程中，就存在著有害氣體涌入，甚至噴入工作面的重大安全隱患；二是這些油井可能仍然與具有一定壓力的油層導通，當采掘工作面揭露這些石油井的過程中，就存在著工作面涌入石油的可能；三是這些油井可能與含水層、甚至地面水體導通，當采掘工作面揭露這些石油井的過程中，就存在著突然涌水的可能；四是這些油井內一般都套有多層合金鋼套管，其對局部地層會發揮錨固作用，因此鋼套管的存在會對工作面局部頂板的安全控制產生嚴重影響；五是當采掘工作面通過這些石油井的過程時必須破除油井多層套管，如何安全破除油井套管并保證工作面杜絕頂板事故缺乏經驗。此項專利技術對全國類似礦井的安全高效生產具有重要的理論意義和實際應用價值。
技術實現思路
本專利技術所要解決上述技術問題，提供一種采煤區的廢棄油井治理方法，能夠通過檢測、分類和針對性的處理提高了廢棄油井的治理效率，通過井上和井下治理，顯著提高帶有廢棄油井的采煤區的含煤地層采煤工作的安全性，提高了所述采煤區的資源回收率，避免了生產風險。本專利技術的目的是通過以下技術方案予以實現：一種采煤區的廢棄油井治理方法包括如下步驟：檢測采煤區的廢棄油井是否設有封井水泥和表面套管。當所述廢棄油井無封井水泥和無表面套管時，檢測廢棄油井中高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞和檢測所述廢棄油井中的油氣含量，；當所述廢棄油井無封井水泥和有表面套管時，檢測廢棄油井的表面套管外的高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞和檢測所述廢棄油井中的油氣含量，當所述廢棄油井有封井水泥和有表面套管時，檢測廢棄油井的表面套管外的高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞。如果存在所述空洞和/或油氣含量超出預定范圍，則進行井上治理和井下治理，其中，井上治理包括以下步驟，透孔洗井，透孔包括清除表面套管內雜物，檢測表面套管變形度和測量井深，洗井以保持井筒干凈。測井，檢測固井質量、表面套管完好度、井深、井內油氣含量及其壓力。表面套管封堵，透孔至超過煤層100m以制作人工井底，，使用水泥漿將全井筒進行封堵，全井筒注入密度大于2kg/L油井水泥漿，水泥漿高度距井口15-20m時，停止注漿，候凝。加壓驗封，水泥漿在井筒內侯凝72h后，用水泥車施壓15Mpa，30分鐘內壓力下降不超過0.5Mpa為合格，如果壓力下降超過0.5Mpa，注入低黏度高強度凝膠封堵材料，侯凝24小時后，重新驗壓，直到壓力不降為止。井口封堵，距井口15-20m內灌注水泥漿返出到井口，在井口上方打0.5m×0.5m×0.5m水泥墩。井上治理包括以下步驟，鉆孔探眼，在采煤工作面揭露油井時鉆孔探眼逐步確定石油井的位置。切割油井的表面套管。切割完成后對廢棄油井向上60m封堵，向下用水泥進行封堵。在所述的采煤區的廢棄油井治理方法中，當所述廢棄油井有封井水泥和無表面套管時，檢測采煤工作面頂板結構強度，當所述采煤工作面頂板結構強度小于結構強度閾值，則進行井下治理，井上治理包括以下步驟，鉆孔探眼，在采煤工作面揭露油井時鉆孔探眼逐步確定石油井的位置；切割油井的表面套管；切割完成后對廢棄油井向上60m封堵，向下用水泥進行封堵。在所述的采煤區的廢棄油井治理方法中，采用聲波時差、自然電位或自然伽馬法進行所述測井，所述測井以井軸為中心在半徑25cm圓形范圍內檢測。在所述的采煤區的廢棄油井治理方法中，在所述鉆孔探眼中，在所述廢棄油井距采煤工作面20m時，工作面暫停開采，用鉆機向煤壁打鉆孔，鉆孔深30m，間距10m，共3個；工作面開采至距廢棄油井10m時，用鉆機向煤壁打20m鉆孔9個，間距2.5m；工作面開采至距廢棄油井5m時，用鉆機向煤壁打15m鉆孔17個，間距1.25m；工作面開采至距廢棄油井2m時，采用風動鉆機向煤壁打2m鉆孔33個，間距0.625m；鉆孔位置始終垂直于煤壁，鉆孔探到廢棄油井的位置時，在此探眼附近加密施工間距為300mm的探眼確定石油井的具體位置，再施工探巷進行揭露廢棄油井。在所述的采煤區的廢棄油井治理方法中，采用球磨機切割油井的表面套管，表面油管切割位置高于工作面頂板200mm和低于工作面底板200mm，并將廢棄油井周圍挖出邊長不小于1000mm×1000mm、深度不低于1000mm的深坑。在所述的采煤區的廢棄油井治理方法中，所述廢棄油井內設有測量甲烷、乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳和/或硫化氫氣體的氣體濃度傳感器。在所述的采煤區的廢棄油井治理方法中，采煤工作面頂板上設有應力傳感器，所述廢棄油井內和/或表面套管外設有測量水汽含量的濕度傳感器。在所述的采煤區的廢棄油井治理方法中，所述廢棄油井包括處理器，所述處理器基于水汽含量、油氣含量和/或采煤工作面頂板強度發送警報。在所述的采煤區的廢棄油井治理方法中，處理器包括通用處理器、數字信號處理器、專用集成電路ASIC，現場可編程門陣列FPGA、模擬電路或數字電路。在所述的采煤區的廢棄油井治理方法中，所述處理器設有存儲器，存儲器包括一個或多個只讀存儲器ROM、隨機存取存儲器RAM、快閃存儲器或電子可擦除可編程只讀存儲器EEPROM。上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠使得本專利技術的技術手段更加清楚明白，達到本領域技術人員可依照說明書的內容予以實施的程度，并且為了能夠讓本專利技術的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，下面以本專利技術的具體實施方式進行舉例說明。附圖說明通過閱讀下文優選的具體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種采煤區的廢棄油井治理方法，其包括如下步驟：檢測采煤區的廢棄油井是否設有封井水泥和表面套管；當所述廢棄油井無封井水泥和無表面套管時，檢測廢棄油井中高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞和檢測所述廢棄油井中的油氣含量，；當所述廢棄油井無封井水泥和有表面套管時，檢測廢棄油井的表面套管外的高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞和檢測所述廢棄油井中的油氣含量，當所述廢棄油井有封井水泥和有表面套管時，檢測廢棄油井的表面套管外的高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞；如果存在空洞和/或油氣含量超出預定范圍，則進行井上治理和井下治理，其中，井上治理包括以下步驟，透孔洗井，透孔包括清除表面套管內雜物，檢測表面套管變形度和測量井深，洗井以保持井筒干凈；測井，檢測固井質量、表面套管完好度、井深、井內油氣含量及其壓力；表面套管封堵，透孔至超過煤層100m以制作人工井底，，使用水泥漿將全井筒進行封堵，全井筒注入密度大于2kg/L油井水泥漿，水泥漿高度距井口15?20m時，停止注漿，候凝；加壓驗封，水泥漿在井筒內侯凝72h后，用水泥車施壓15Mpa，30分鐘內壓力下降不超過0.5Mpa為合格，如果壓力下降超過0.5Mpa，注入低黏度高強度凝膠封堵材料，侯凝24小時后，重新驗壓，直到壓力不降為止；井口封堵，距井口15?20m內灌注水泥漿返出到井口，在井口上方打0.5m×0.5m×0.5m水泥墩；井上治理包括以下步驟，鉆孔探眼，在采煤工作面揭露油井時鉆孔探眼逐步確定石油井的位置；切割油井的表面套管；切割完成后對廢棄油井向上60m封堵，向下用水泥進行封堵。...

【技術特征摘要】
1.一種采煤區的廢棄油井治理方法，其包括如下步驟：檢測采煤區的廢棄油井是否設有封井水泥和表面套管；當所述廢棄油井無封井水泥和無表面套管時，檢測廢棄油井中高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞和檢測所述廢棄油井中的油氣含量，；當所述廢棄油井無封井水泥和有表面套管時，檢測廢棄油井的表面套管外的高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞和檢測所述廢棄油井中的油氣含量，當所述廢棄油井有封井水泥和有表面套管時，檢測廢棄油井的表面套管外的高于煤層位置是否存在連通含水層的空洞；如果存在空洞和/或油氣含量超出預定范圍，則進行井上治理和井下治理，其中，井上治理包括以下步驟，透孔洗井，透孔包括清除表面套管內雜物，檢測表面套管變形度和測量井深，洗井以保持井筒干凈；測井，檢測固井質量、表面套管完好度、井深、井內油氣含量及其壓力；表面套管封堵，透孔至超過煤層100m以制作人工井底，，使用水泥漿將全井筒進行封堵，全井筒注入密度大于2kg/L油井水泥漿，水泥漿高度距井口15-20m時，停止注漿，候凝；加壓驗封，水泥漿在井筒內侯凝72h后，用水泥車施壓15Mpa，30分鐘內壓力下降不超過0.5Mpa為合格，如果壓力下降超過0.5Mpa，注入低黏度高強度凝膠封堵材料，侯凝24小時后，重新驗壓，直到壓力不降為止；井口封堵，距井口15-20m內灌注水泥漿返出到井口，在井口上方打0.5m×0.5m×0.5m水泥墩；井上治理包括以下步驟，鉆孔探眼，在采煤工作面揭露油井時鉆孔探眼逐步確定石油井的位置；切割油井的表面套管；切割完成后對廢棄油井向上60m封堵，向下用水泥進行封堵。2.根據權利要求1所述的采煤區的廢棄油井治理方法，其特征在于：優選的，當所述廢棄油井有封井水泥和無表面套管時，檢測采煤工作面頂板結構強度，當所述采煤工作面頂板結構強度小于結構強度閾值，則進行井下治理，井上治理包括以下步驟，鉆孔探眼，在采煤工作面揭露油井時鉆孔探眼逐步確定石油井的位置；切割油井的表面套管；切割完成后對廢棄油井向上60m封堵，向下用水泥進行封堵。3.根據權利要求1所述的采煤區的廢棄油井治理方法，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王立峰，肖江，馬興華，索永錄，張剛，樊思威，王帥，邵亞武，
申請(專利權)人：神華寧夏煤業集團有限責任公司，西安科技大學，
類型：發明
國別省市：寧夏,64