煤系水平井定向射孔压裂裂缝扩展机制

复杂含煤地层顶板水平井射孔压裂是增加煤层透气性、提升瓦斯抽采效率的关键,而地层结构和射孔位置影响裂缝扩展形态。考虑地层结构特征及射孔位置,建立压裂工程地质模型;基于有限元方法构建数值模型,研究射孔位置、地层条件、垂向应力与水平应力差对裂缝扩展的影响,并进行工程验证,提出施工建议。结果表明:射孔孔眼位置存在全部位于煤层中、全部位于顶板岩层中和部分位于顶板部分位于煤层3种情况。孔眼位于煤层中,裂缝受到界面的“阻隔”作用,对煤层改造有利;孔眼位于顶板,当顶板层理发育,垂向应力与最小水平主应力差大于2MPa时裂缝能够穿越层理和界面进入煤层,而顶板完整时,应力差大于-2MPa裂缝即可在孔眼诱导作用下进入煤层,顶板层理和界面对裂缝垂向扩展具有“阻挡”作用,结构完整地层有利于裂缝的垂向穿层扩展;孔眼部分进入煤层,对裂缝起裂、扩展产生明显诱导作用,形成沿界面的水平缝和进入煤层的垂直缝,无论顶板是否完整,都能形成有效改造裂缝。当射孔孔眼距煤层较远、孔眼与煤层间弱面发育、水平应力大于垂向应力或压裂施工规模不足时,建议采用深穿透射孔、分支孔等能够沟通煤层的工程措施,以保证压裂效果。研究结果在陕西韩城某煤矿的井下分段压裂施工中进行了应用,试验孔瓦斯抽采效果良好,可为类似地质、工程条件下的压裂施工提供借鉴。

复杂地质条件下深部煤层瓦斯高效抽采技术探索

我国大部分煤矿区地质条件复杂,开采深度逐年增加,瓦斯抽采困难。与浅部煤炭资源开采相比,深部煤炭资源开采所面临的瓦斯问题将更复杂。理论分析结果表明,随着开采深度增加,钻孔周边应力条件更复杂,钻孔稳定性变差,易出现塌孔,钻孔有效抽采半径减小,瓦斯抽采效果降低。为了探索适合于复杂地质条件下深部煤层开采瓦斯治理的技术措施,在分析了不同深度条件下钻孔抽采效率的情况下,以淮南矿区为例,分别进行了穿层钻孔水力加砂压裂、顺层长钻孔“一孔两消”以及地面钻井掏煤辅助消突技术。试验结果表明,三种技术对于区域瓦斯强化抽采、工作面高效消突以及深部高压强突煤层石门揭煤均具有明显效果。试验成果为我国复杂地质条件下深部煤层瓦斯高效治理提供技术支撑和借鉴。

酸枣果肉对家兔实验性动脉粥样硬化的影响

实验兔喂混合饲料和高脂饮食,实验组加喂酸枣果肉10g/kg/day。实验三个月后,实验组的TC、LDL和TG水平明显低于对照组,但HDL和HDL/LDL水平明显高于对照组,实验组冠状动脉AS病变亦明显减轻。

培养新生大鼠心肌细胞心钠素定位的观察

本实验对体外培养的新生大鼠心房和心室肌细胞进行了光镜和电镜观察,并以免疫组织化学方法对心肌细胞内心钠素的定位和含量进行了探讨。结果表明,培养的大鼠心房和心室肌细胞胞浆内均可见到心钠素免疫反应阳性颗粒,但心室肌细胞内心钠素含量很少;并观察到有含和不含心钠素阳性颗粒的两种心房肌细胞。实验证实,心钠素在培养新生大鼠心肌细胞中的定位与含量与在体时基本一致。本方法为从细胞水平研究各种因素对心钠素释放的影响提供了新途径。

酸枣仁、肉多糖增强小鼠免疫功能和抗放射性损伤的实验研究

实验观察了酸枣仁、肉多糖的药理作用,结果表明,每天口服0.1g/kg,共给药16天,能增强小鼠的体液免疫和细胞免疫功能,并且对放射性损伤小鼠有一定保护作用。

碎软低渗煤层穿层钻孔水力压裂瓦斯抽采技术研究

碎软低渗煤层透气性差是制约煤层瓦斯治理效果的关键因素,水力压裂技术能够改善煤岩层透气性,提高瓦斯抽采效果。通过理论分析和数值模拟,发现碎软煤层水力压裂无法形成有效裂缝,而是通过高压水在碎软煤层中不断地挤胀和穿刺,使煤体发生位移,达到煤层增容、增透目的。在此基础上,以淮北矿区某矿山西组10号煤层为研究对象,开展了现场工程试验。结果显示,压裂过程中,目标煤层发生了多次的挤胀和穿刺作用,压裂影响范围超过25 m,压裂区域预抽钻孔平均瓦斯抽采浓度为63.45%,压裂区域百米煤孔瓦斯抽采纯量是未压裂区域的2.62倍,压裂区域抽采效果较未压裂区域显著提升。研究结果可为碎软低渗煤层瓦斯高效抽采提供借鉴。

丹参、复方丹参、川芎嗪增强小鼠免疫功能的实验研究

观察了丹参、复方丹参、川芎嗪对小鼠免疫功能的影响,每天每只鼠分别腹腔注射丹参1.2g/kg、复方丹参1.6g/kg、川芎嗪40mg/kg,可增强小鼠的细胞免疫和体液免疫功能。

一种微量、快速的高低密度脂蛋白胆固醇测定法

动脉粥样硬化与脂质代谢紊乱,特别是与血浆胆固醇浓度升高有密切关系。临床上测定血清中胆固醇含量作为诊断动脉粥样硬化与脂质代谢紊乱的指标。近年来,关于高密度脂蛋白(HDL)对动脉粥样硬化具有保护和防止作用,而低密度脂蛋白(LDL)具有致病作用的报导为数不少。大量的流行病学调查与临床研究发现,高密度脂蛋白胆固醇(HDL—CH)水平与冠心病发病率呈负相关,而低密度脂蛋白胆固醇(LDL—CH)呈正相关。因此同时测定血清中 HDL—CH 和 LDL—CH 的含量,以及它们的比值,比单独测定总胆固醇有较大的临床诊断意义。测定 HDL—CH

煤矿井下顶板梳状长钻孔分段压裂强化瓦斯抽采实践

为了解决碎软煤层本煤层钻孔施工困难,瓦斯抽采浓度低,抽采效果差,无法实现大面积区域预抽的问题,在现有煤矿井下定向钻进技术和水力压裂技术的基础上,结合前期研究成果,提出了顶板梳状长钻孔分段水力压裂技术,并在韩城矿区桑树坪二号井进行了现场试验。现场施工顶板梳状长钻孔主孔长度588 m,包含8个分支孔,钻孔总进尺1188 m,主孔距煤层0~3.28 m,平面上覆盖约12.5 m。采用不动管柱分段水力压裂工艺,分4段进行水力压裂施工,累计注水2012 m^(3),最大泵注压力8.74 MPa。压裂后最大影响半径大于30 m,且裂缝主要位于钻孔下方,向煤层延伸。压裂钻孔稳定抽采阶段瓦斯抽采纯量1.18 m^(3)/min,抽采瓦斯体积分数平均43.54%。顶板梳状长钻孔分段水力压裂钻孔瓦斯抽采纯量是水力割缝钻孔的1.2倍,是本煤层顺层钻孔的4.0倍。试验结果表明,顶板梳状长钻孔分段水力压裂技术可有效避免本煤层常规钻孔施工过程中存在的塌孔、卡钻、喷孔等问题,实现了碎软低渗煤层大面积区域瓦斯预抽,为碎软低渗煤层区域瓦斯预抽提供了新思路和新方法。

韩城矿区碎软煤层顶板梳状孔水力压裂瓦斯抽采工程实践

韩城矿区碎软煤层发育,煤层透气性差,本煤层钻孔钻进困难,瓦斯抽采效果差。顶板梳状孔水力压裂技术结合了水力压裂技术和定向钻进技术二者的优势,是解决碎软低渗煤层瓦斯抽采难题的有效技术途径。在韩城矿区王峰煤矿3号煤层顶板粉砂岩中施工长钻孔并向煤层开分支,采用套管+封隔器座封的整体压裂方式进行水力压裂工程试验。钻孔总长度344 m,有效压裂长度284 m,累计注水量874.79 m3,最大泵注压力9.4 MPa。试验结束后对钻孔瓦斯抽采相关参数连续监测86 d,钻孔瓦斯抽采体积分数27%~51%,平均42.11%,钻孔瓦斯抽采纯量8.25~21.41 m3/min,平均17.02 m3/min,钻孔累计抽采瓦斯量约210万m3。与常规的穿层钻孔水力冲孔技术相比,该技术百米钻孔瓦斯抽采量提高了11.48倍,初步证明了该技术在碎软煤层瓦斯强化抽采领域的适用性。

培养心脏在抗心律失常药物研究的应用

目前在医学研究中,造成心律失常的心脏模型多采用在体动物进行实验,但由于神经体液因子对心脏的复杂影响,而使研究受到了一定的限制。近年来,国内外用离体培养的心脏进行研究的报道日益增多。为此我们也建立了离体心脏培养的方法。并以哇巴因及粉防已硷作实验,观察对药理作用的反应,以期为研究心脏病及心脏病药物,制备心律失常模型,提供一种简单、稳定而方便的实验方法。

低煤级煤储层游离气含量计算——以准噶尔盆地东南缘为例

我国低煤级煤层气资源量大，约占煤层气资源总量的43.5%。由于对低煤级煤层气赋存特征的认识程度有限，影响了低煤级煤层气的勘探开发。通过对准噶尔盆地南缘低煤级煤储层孔隙与裂隙、吸附特征、含气性等方面的分析，认为该区煤的吸附性能较好，煤中宏观裂隙与显微裂隙发育。相对于中、高煤级煤，该区煤储层大、中孔所占比例较高，为游离气赋存提供了场所。运用气体方程估算了准噶尔盆地东南缘西山窑组B煤组主力煤层中的游离气含量，得出煤层总含气量为2.85~8.94 m3/t，平均为6.12 m3/t。其中游离气占总含气量的2.89%~5.14%，平均3.90%。游离气含量的估算为研究区更加科学合理的进行煤层气勘探开发提供了依据。

煤矿井下高压端连续水力加砂压裂增透技术与装备研究

针对煤矿井下作业空间小,供电供水能力有限,地面加砂压裂装备无法直接应用于煤矿井下的现状,提出了高压端加砂压裂的技术思路。基于液动冲击混携砂原理,研发了高压端连续水力加砂压裂装备。该装备不需要外部动力源进行混砂,而是通过压裂液流态和流场的变化形成旋流冲击实现混砂和携砂。理论分析、数值模拟和室内仿真试验均表明,该装备在原理上是可行性的,能够有效混砂和携砂。研发的装备整体耐压达到55 MPa,一次可装石英砂750 kg,可实现单个或者多个穿层钻孔的连续加砂压裂。配套设计了三通道并联的煤矿井下高压端连续水力加砂压裂控制系统,该系统通过矿用压风实现开关的开合,与压裂泵的控制系统协同对加砂过程实现远程集中控制,确保加砂过程安全可靠。运用该装备在安徽淮南矿区潘三煤矿进行了5个底板穿层钻孔的现场试验。结果表明:该装备携砂能力较强,仅需开启通道二即可实现有效加砂,最大连续加砂量150 kg,最大注水量316 m^(3),加砂压裂钻孔瓦斯抽采纯量、百孔瓦斯抽采量分别是清水压裂钻孔的2.38和2.03倍,增透效果明显。研发的装备可应用于煤矿井下高压水射流、水力切割以及水力加砂压裂等领域。

乌鲁木齐–大黄山地区八道湾组煤层气有利区块优选

煤层气有利区块优选是煤层气勘探开发的重要研究工作之一。乌鲁木齐–大黄山地区煤层气地质条件复杂,煤层含气量、渗透性等储层条件差异明显。将研究区划分为5个区块,选取构造复杂程度、煤层厚度、含气量、煤层倾角、含气面积、渗透率和含气饱和度等7个指标,运用层次分析法和模糊数学相结合的方法进行区块优选,优选出水磨河–四工河区块、甘河子河–大黄山区块为有利区,四工河–甘河子河区块为较有利区、乌鲁木齐河西区块和乌鲁木齐河–水磨河区块为远景区。

乌鲁木齐-大黄山地区煤层气地质条件研究

针对乌鲁木齐-大黄山地区煤层气开发井产气量差异较大这一问题,在施工工艺和排采制度等外在因素影响大致相同的前提下,地质因素成为影响煤层气井产气量差异较大的主要因素。为此,对研究区煤层气地质条件、含气性特征、储层特征等方面进行了分析研究。结果显示研究区煤层具有厚度大、层数多、变质程度低,区内推覆构造发育,地层变形强烈,煤层倾角较大的特点;主要目标煤层空气干燥基含气量0.76~14.2 m^3/t,平均8.19 m^3/t,CH_4体积分数64.68%~89.65%,平均低于80%;煤储层中大、中孔隙所占比例较高,孔隙充填度较低,连通性较好,不同煤层对CH_4吸附储存能力有所不同,渗透率分布不均,储层压力梯度大部分低于0.95 MPa/hm,属于欠压储层。

鄂尔多斯盆地南北部侏罗系煤层含气性差异分析

为了弄清造成鄂尔多斯盆地南北部侏罗系煤层含气性差异的主要原因,以盆地内煤层含气量与含气饱和度为基础,从煤层的生气能力、构造运动、水文地质条件与煤层顶底板岩性特征等4个方面进行了分析研究。结果表明,侏罗系煤层在盆地北部保存完整但含气性较差、南部保存不完整但含气性较好。南部煤层热演化程度较北部高,生气强度大,盆地南部地层水矿化度较盆地北部高,地下水动力条件较弱,有利于煤层气的富集和保存,而盆地南北部主要煤层顶底板岩性主要以泥岩为主,顶底板岩性对煤层气的富集影响大致相同。综合分析认为,影响鄂尔多斯盆地南北部侏罗系煤层含气性差异的主要因素是水文地质条件、构造运动和生气能力。

河西走廊煤层气储层特征及控气地质因素分析

河西走廊地质条件复杂,含煤地层较多。研究表明中侏罗统聚煤环境较稳定,沉积条件较优越,大部分含气区带及含气区块形成的煤层厚度大,层数多,成煤物质类型相对较好,为煤层气的形成提供了较好的物质条件。研究区煤层含气量实测数据较少,部分矿井瓦斯涌出量折算含气量0.124~4.37m^(3)/t。所采集的煤样的煤储层孔隙分布相对比较复杂,具有双峰式、微孔占主导型两个特点。煤储层吸附能力自东向西基本呈降低的趋势。研究区受构造改造强烈,现今残留含气区块分布零星,面积小,不利于煤层气的生成,保存和富集。煤层变质程度和埋藏深度是影响该区煤层含气性的主要地质因素。

乌鲁木齐-大黄山地区煤层气成藏条件及富集规律

煤层气成藏条件和富集规律研究是勘探开发的基础,针对准噶尔盆地南缘煤层气勘探开发现状,从"生气、储集、保存"3个方面进行了分析研究。煤储层的生气能力对煤层气能否富集影响较小,研究区西山窑组煤储层空气干燥基Langmuir体积平均22.2m^3/t,八道湾组空气干燥基Langmuir体积平均25.87m^3/t,煤储层的储集性能较好。煤层自身封闭作用、煤层顶底板的封闭作用、煤层埋深及上覆岩层压力有利于煤层气的保存,构造运动和水文地质条件对煤层气保存的影响不一。在此基础上总结出四种煤层气富集规律和构造控气和水动力构造控气两种控气模式,其中逆冲推覆构造是控制本区煤层气富集的重要因素,构造控气是主要的控气模式。

煤矿井下长钻孔分段水力压裂技术研究进展及发展趋势

“十三五”以来,围绕“我国煤矿井下煤层区域增透瓦斯高效抽采和坚硬顶板岩层弱化区域治理”两大难题,将定向长钻孔与分段压裂技术结合,通过技术攻关与装备研发及工程试验,在煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂技术和装备研发及工程示范应用等方面均取得了明显进展。主要表现在如下4个方面:(1)开发了适合于煤矿井下煤岩层裸眼定向长钻孔不动管柱和动管柱两种分段水力压裂工艺技术与工具,不动管柱分段压裂工程应用钻孔长度突破了500 m,单孔压裂实现了5段;动管柱分段压裂钻孔长度工程应用突破了800 m,单孔压裂实现了17段。(2)研发了煤矿井下低压端加砂压裂泵组和高压端加砂压裂装置,低压端加砂泵组压力达到了70 MPa,排量达到90 m^(3)/h,携砂比达到20%;高压端加砂压裂装备耐压能力达到55 MPa,一次连续加砂压裂的砂量达到750 kg;低压端和高压端加砂装备均在现场进行了工程应用,应用结果表明装备均具有较好携砂压裂能力。(3)建立了碎软煤层围岩分段压裂和硬煤顺层钻孔分段压裂区域增透瓦斯高效抽采技术模式,前者在山西阳泉矿区和陕西韩城矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量均值分别达到了2811 m^(3)/d和1559 m^(3)/d,后者在陕西彬长矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量达到了2491 m^(3)/d。(4)探索出了坚硬顶板强矿压煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂主动超前区域弱化治理的新模式,工程应用钻孔长度突破了800 m,坚硬顶板分段水力压裂治理后,顶板来压步距、动载系数和最高压力值较未压裂区分别下降了18.9%~70.6%,5.8%~7.9%,13.7%~19.4%,有效治理了工作面坚硬顶板引起的强矿压灾害。随着煤矿井下分段水力压裂技术改进和煤矿智能开采发展的实际需要,提出了煤矿井下大排量高压力智能压裂泵组、井下长钻孔裸眼分段压裂智能工具等装备和煤矿井−地联合分段水力压裂技术研发方向,以更好地推动煤矿井下水力压裂技术与装备发展,为煤矿安全高效绿色智能开采提供技术和装备支撑。

碎软煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯高效抽采模式

瓦斯区域超前治理是实现煤矿安全、高效及智能化开采的重要保障,针对碎软煤层区域瓦斯高效抽采难题,以陕西韩城矿区3号煤层为研究对象,提出井下煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯抽采模式。采用理论分析、数值模拟和现场试验等多手段相结合的方法,验证模式适用性,阐明紧邻煤层顶板梳状钻孔压裂裂缝延展规律、抽采机理和压裂曲线特征,进而建立适用于500 m孔深的集地质条件动态分析、分段水力压裂、封隔器遇阻解卡和压裂范围连续探查于一体的顶板梳状长钻孔裸眼分段水力压裂关键技术体系,实现煤层顶板梳状钻孔主孔轨迹距离煤层5 m左右、多段均匀压裂、压裂范围全孔监测和孔内事故高效处理。以此为基础,在韩城桑树坪二号井开展2孔次的工程实践:压裂主孔深度588 m、距3号煤层2 m左右,单孔压裂6段,压裂范围探查深度381 m、压裂影响半径20 m以上;压裂后,钻孔抽采瓦斯平均体积分数40%以上、瓦斯抽采量1 m3/min以上,抽采效果是常规钻孔的4倍,120 d瓦斯抽采有效半径可达9 m,实现了碎软煤层瓦斯区域高效抽采。并提出了适用于碎软煤层大区域瓦斯抽采以及高瓦斯压力碎软强突煤层远程区域抽采卸压等规模化应用技术思路。