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申请/专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司

摘要：本发明公开一种适用于煤矿区的深井压裂回灌设计方法，主要包括确定矿区内待回灌矿井水的矿化度和矿区内地面以下500～5000米深度内可用于进行矿井水深井回灌的多个目标回灌储水层；得到目标回灌储水层的取样检测数据；确定适用的目标回灌层；确定用于布设长钻水平井的深井压裂回灌层；确定长钻水平井在深井压裂回灌层中的布设位置和布设参数；然后采用分段压裂夹砂工艺完成长钻水平井在深井压裂回灌层内的分段压裂施工；采用螺杆钻钻透各分段的封隔器沟通分段密闭的长钻水平井，完成深井回灌作业。本发明方法有效提高了深井回灌的效率，采用本发明方法可以得到适用的深井回灌层，扩大了深井回灌技术的推广应用范围，降低了矿井涌水的处理成本。

主权项：1.一种水力压裂提高深井回灌储水层渗透性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取矿区的地质数据或测试数据，根据得到地质数据或测试数据确定矿区内待回灌矿井水的矿化度和矿区内地面以下500~5000米深度内可用于进行矿井水深井回灌的多个目标回灌储水层；步骤2、进行直井钻进，在直井钻进过程中，对步骤1确定的多个目标回灌储水层中的每个目标回灌储水层进行取样检测，并得到目标回灌储水层的取样检测数据，所述目标回灌储水层的取样检测数据包括目标回灌储水层的矿化度；步骤3、根据得到的取样检测数据，将厚度大于100m且顶部岩层和底部岩层均为隔水层的目标回灌储水层作为目标回灌层；步骤4、根据步骤2得到的取样检测数据确定目标回灌储水层的岩石压裂渗透性综合评价指数；根据得到的岩石压裂渗透性综合评价指数、步骤1得到的待回灌矿井水的矿化度，以及步骤2得到的目标回灌储水层的矿化度确定用于布设长钻水平井的深井压裂回灌层；具体包括，以岩石压裂渗透性综合评价指数值最小，且目标回灌储水层的矿化度大于待回灌矿井水的矿化度的目标回灌储水层作为深井压裂回灌层；步骤5、根据压裂裂缝模拟结果，确定长钻水平井在深井压裂回灌层中的布设位置和布设参数；步骤6、确定长钻水平井的射孔位置和压裂段位置，然后采用分段压裂夹砂工艺完成长钻水平井在深井压裂回灌层内的分段压裂施工；步骤7、完成长钻水平井在深井压裂回灌层内的分段压裂施工后，采用螺杆钻钻透各分段的封隔器沟通分段密闭的长钻水平井，完成深井回灌作业；所述根据步骤2得到的取样检测数据确定目标回灌储水层的岩石压裂渗透性综合评价指数具体包括：通过三轴围压加载试验获得加载破坏过程中每个目标回灌储水层岩石的应力-应变曲线；根据应力-应变曲线确定目标回灌储水层的岩石压裂渗透性综合评价指数；所述岩石压裂渗透性综合评价指数通过以下公式确定： 式中： B E为岩石压裂渗透性综合评价指数； S 2为岩石应力-应变曲线中峰前积聚的弹性能，单位为MPa； S 3为岩石应力-应变曲线中峰后外力对岩石做功输入的能量，单位为MPa； S 4为岩石峰后的剩余弹性能，单位为MPa； ε p为岩石应力-应变曲线中峰值应变； ε r为岩石应力-应变曲线中峰后残余应变； σ r为岩石应力-应变曲线中峰后残余应力，单位为MPa； K 0为目标回灌储水层的初始渗透率,单位为cm2； K max为目标回灌储水层在加载破坏过程中的最大渗透率，单位为cm2。

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