王慧林 王金國 張大明

（1.中煤陜西榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 719000；2.延安市禾草溝煤業(yè)有限公司，陜西 延安 717300；3.遼寧工程技術(shù)大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，遼寧 阜新 123000）

禾草溝井田位于延長油田股份有限公司子長采油廠和瓦窯堡采油廠的新莊油區(qū)與羊馬河油區(qū)，面積83.7093km2。井田范圍內(nèi)分布著各類油氣井總計1005口，其中，廢棄油井71口，這些廢棄油氣井不僅造成了煤炭損失嚴(yán)重，遺留煤柱后期無法再布置工作面進(jìn)行開采，給國家造成巨大的資源浪費，而且面臨著在油氣井附近開采危險性大和搬家倒面頻繁的問題[1]。因此，采煤工作面如何安全快速地過油氣井是亟待解決的問題。

1 廢棄井治理

為了解決煤礦安全生產(chǎn)中廢棄油氣井重大安全隱患和解放預(yù)留安全煤柱，經(jīng)過初步討論和方案比選，制定了“地面施工作業(yè)井下三段封堵”的技術(shù)工藝辦法，設(shè)計出對該井工藝技術(shù)采取“初步調(diào)研分析診斷、表套固化、專業(yè)通井、鉆頭調(diào)配、井筒檢測、分段封堵和施壓驗收（簡稱：7S)”等7個環(huán)節(jié)實現(xiàn)的技術(shù)工藝路線，完成封堵治理全過程，用“3G7S工藝”（group3section7)表示[2]。

在已收集資料和現(xiàn)場踏勘的基礎(chǔ)上，結(jié)合油田地質(zhì)條件和裸眼井的特性，進(jìn)行初步分析診斷，提出地面作業(yè)，井下三段式封堵工藝[3]；為進(jìn)一步搞清井下結(jié)構(gòu)和油氣水狀況，必須進(jìn)行專業(yè)通井和井筒檢測后，根據(jù)與掌握資料偏差，修訂完善封堵方案。

在擬定的采用3G7S工藝方案進(jìn)行三段封堵方案中，設(shè)計采取第一段注入1.5m3濃度為10%的軟密封特種材料；第二段注入大約為25m3的油井水泥砂漿；最后第三段灌注大約5m3的油井水泥沙漿，并做好井口封堵。3G7S方案的具體設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 5-14井施工參數(shù)設(shè)計

禾草溝煤礦三口廢棄油井均采用三段式封堵后，如圖1所示，在原油井井筒位置形成水泥柱，硬度明顯大于煤層，井下采煤工作面通過該位置時，有可能對采煤機(jī)造成一定的影響[4]。

2 采煤工作面過廢棄井措施

2.1 工作面及油井位置

50104工作面回采過程中，當(dāng)工作面推到1520m附近將會揭露已經(jīng)報廢的油井，如圖2所示。

圖2 油井位置圖

2.2 施工方案

（1）在采煤工作面距廢棄油井5m距離之前，事先安裝好排水泵和排水管，同時在采煤工作面附近備足防火器材。

（2）在50104工作面接近每個油井設(shè)計位置5.0m時，在油井設(shè)計位置上下各5.0m范圍內(nèi)，使用風(fēng)煤鉆打水平鉆孔，鉆孔孔深不小于5.0m，孔間距為0.1m，采煤機(jī)截割累計深度不得大于4.8m，探孔工作直至揭露此油井時停止。在鉆井過程中，應(yīng)密切注意鉆進(jìn)過程中的異?，F(xiàn)象，找出異常點，并進(jìn)行鉆孔加密直至套管揭露。

（3）在準(zhǔn)備揭露的某個油井的前后左右10m范圍內(nèi)，三班煤機(jī)割煤時，必須將煤機(jī)割煤速度降至1～2m/min。在施工探孔過程中，或是采煤機(jī)割煤過程中，如果發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象，如截割時或打探孔時有異常響聲、煤壁松軟片幫等現(xiàn)象，立即停止截割或鉆孔，查明原因后進(jìn)行處理。

（4）在確定油井位置后，經(jīng)瓦檢員檢測有害氣體不超標(biāo)、無油涌出、無水害發(fā)生后，采用手鎬或風(fēng)鎬的方式揭露油井。

（5）在采煤工作面的膠帶運(yùn)輸巷內(nèi)的適當(dāng)位置開挖一個臨時水倉，并安裝好水泵和排水管路，如有積水涌出，可以及時將水排出采煤工作面。

2.3 切割油井套管安全技術(shù)措施

（1）過油井之前，必須備足封堵油井材料及相關(guān)施工工具。對于已經(jīng)安全揭露的油井，使用電動角磨機(jī)配合鋸弓進(jìn)行切管。切管時必須兩人一起操作，1人切割，1人向切割口澆水。使用角磨機(jī)切割鋼管時，必須量好切割深度，不可一次割透?？焱笗r須使用鋸弓或錘子鐵釘慢慢穿透，打開一小口，此時進(jìn)行管內(nèi)油、氣體、水等情況檢測。

（2）如發(fā)現(xiàn)管內(nèi)有氣體、油、水、泥漿等涌出，必須停止切割，且不得將切割工具拿開，待查明管內(nèi)油、氣、水、泥漿等情況后，在確保作業(yè)場所無危險時，先割開一個小口釋放油、氣、水等壓力，當(dāng)管內(nèi)有大量水涌出時，利用事先準(zhǔn)備好的排水設(shè)施進(jìn)行排水；當(dāng)管內(nèi)有氣體涌出時，采用壓風(fēng)管對著切口吹風(fēng)排除套管內(nèi)氣體。

（3）當(dāng)套管內(nèi)沒有氣體、油、水等涌出時，可以直接使用氧氣焊割的方法沿著頂板切割掉油管；在底板處油管周圍開挖直徑大于0.6m、深度大于0.6m深坑，然后對油管進(jìn)行切割，切割深度低于底板0.2m，最后用混凝土澆灌底板套管和深坑進(jìn)行封堵。在油管切割完成后，油管頂板口可使用高分子充填材料及加固材料，利用油管與井壁之間的間隙進(jìn)行封堵，其封堵高度不小于60m，待高分子材料等凝固達(dá)到一定強(qiáng)度后，方可允許工作面恢復(fù)生產(chǎn)。

（4）在通過油井過程中，需加強(qiáng)液壓支架支護(hù)強(qiáng)度，保證初撐力達(dá)到規(guī)定值，每班由支架工負(fù)責(zé)調(diào)整支架狀態(tài)，確保每架接頂嚴(yán)實，起到更好的支撐作用，從而減小油井周圍圍巖變形，避免油井涌出大量有害氣體。

（5）經(jīng)檢查油管周圍瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%，方可實施電氣焊，將油管割掉。瓦斯員隨時檢查油井設(shè)計位置下風(fēng)側(cè)20m范圍內(nèi)的瓦斯?jié)舛取．?dāng)油井下風(fēng)側(cè)瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時，立即停止煤機(jī)運(yùn)行，落下煤機(jī)搖臂，切斷煤機(jī)供電電源，將油井周圍支護(hù)牢固，同時切斷油井下風(fēng)側(cè)工作面及回風(fēng)巷道所有供電電源。

（6）如果油井瓦斯涌出導(dǎo)致回風(fēng)巷道中瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定且暫時無法處理時，由現(xiàn)場安檢員或跟班隊長組織專人負(fù)責(zé)撤出回風(fēng)巷作業(yè)人員，并在回風(fēng)巷道通道上設(shè)置專人警戒，將沿途所有人員撤離到進(jìn)風(fēng)側(cè)區(qū)域內(nèi)待命。嚴(yán)禁人員進(jìn)入瓦斯流經(jīng)巷道，避免油井涌出的高濃度瓦斯引發(fā)瓦斯事故。

3 結(jié)語

油氣資源遺留下的廢棄井嚴(yán)重地影響了資源重疊區(qū)范圍內(nèi)的煤炭資源安全開采，國內(nèi)外關(guān)于煤礦與油氣井協(xié)調(diào)、安全的開采經(jīng)驗報道很少。因此，本文提出了廢棄油氣井的治理方案，同時著重對采煤工作面過廢棄油井時的施工方案和切割油井套管安全技術(shù)措施進(jìn)行了研究。通過以上技術(shù)方案的實施，禾草溝煤礦成功地實現(xiàn)了井下工作面安全快速回采工作。