河南省焦作市中马村矿二叠系下统山西组二1煤层属于典型的高阶构造碎裂煤,该层位平均吨煤含气量为10.98m3/t,前期在该矿区及周边共完成地面钻井50口进行压裂和煤层气抽采,但由于地质原因,钻井、压裂、排采技术落后,均以失败告终,单井最高产气量不足1000 m3/d。本文分析和研究了对河南省焦作市中马村矿二叠系下统山西组二1煤层中煤层气的有效开发。总结前期失败原因的基础之上,借鉴煤矿“解放层”抽采煤层气的原理,在国内首次提出“辅助层”开采煤层气的新思路,即:在煤层的顶板部署一个U型井组,该井组由一个直井和一口水平井对接连通组成,将水平井与储层接触面积大和直井排采工艺简单的两个优势结合到一起,实现对该地区煤层气的有效开发。本文重点介绍了该项工程的钻井工程、压裂工程和排采工程。在钻井工程实施中,先钻一口中马U1V直井,钻至煤层底板,以下套管、固井的方式完井。在煤层顶板处下一根φ177.8mm玻璃钢套管,固井、候凝、测声幅之后,将玻璃钢套管处造一个长约7米、直井400mm的穴,降低对接难度。随后钻一口中马U1H水平井,先打导眼井,后进行悬空定向侧钻。水平段采用采用RMRS旋转导向技术和LWD随钻测井技术,参照煤矿工作面运输巷剖面地质图,根据动力钻具提供的电阻率和自然伽马曲线,对造斜钻具角度进行调整,确保水平井眼轨迹在煤层顶面以上5m左右的砂岩内。对接成功后,直井用砾石填充、水泥封堵,保证水平井下套管、固井、射孔、压裂顺利完成。由于水平段埋深500m左右,传统水力压裂难以形成竖直裂缝沟通煤层与顶板,经研究定向水力喷射压裂技术可以很好解决该深度造垂直裂缝的问题。同时,水力喷射压裂可以实现单趟管柱的射孔、压裂作业和拖动管柱的分段压裂,提高作业效率。在充分总结该地区失败教训的基础上,借鉴其他成功开发案例,研究制定了排采控制四阶段方案。采用煤层气智能排采设备替代抽油机、电潜泵等传统设备,实现精细排采,保证煤层稳定排液,煤层压力持续、缓慢下降,防止因过量排液而导致煤层激荡,引起煤粉堵塞通道。