废弃矿井煤层气资源量计算范围研究

“三带”理论及煤层气的解吸 /吸附理论 ,结合残余瓦斯压力理论及国内外的相关经验数据 ,从理论上对废弃矿井煤层气资源量的计算范围的确定进行了探讨。

巷道对煤层瓦斯含量的影响范围探讨

为了煤矿安全生产,许多矿建立了井下瓦斯抽放系统。为了设计瓦斯抽放最佳方案和准确预测抽放区煤层瓦斯含量的分布情况,需要进行井下瓦斯抽放数值模拟。但是,由于井下巷道的存在使模拟模型的边界条件发生了不均匀变化,要确定模拟边界就必须考虑井下巷道的影响范围问题。从数值模拟角度,利用COMET2模拟软件,针对两种不同渗透率的储层模型,通过巷道存在180 d、360 d和730 d后对煤层瓦斯含量影响情况的模拟分析,探讨了巷道对煤层瓦斯含量的影响范围,得到了一些初步认识。

废弃矿井煤层气储层描述

综合研究和展示了废弃矿井煤层气储层特征及其空间分布规律和运移机理。参考煤层气储层描述技术,研究了废弃矿井煤层气储层描述技术,提出了废弃矿井煤层气储层描述的内容。

加强一井多用技术研究实现瓦斯安全高效治理

从中国目前煤矿生产安全形势出发,分析了现有瓦斯治理技术的优缺点,指出煤层气一井多用技术的发展,是解决中国越来越严重的煤矿安全形势的最佳途径.同时认为,一井多用技术目前存在很多具体的技术问题,需要切实加强研究.

用下降曲线估算废弃矿井煤层气资源量

国外的最新研究成果,认为废弃矿井的甲烷涌出速度对时间的曲线是一条双曲线,而通过对西安分院大量的煤层气钻孔煤心样的解吸数据的分析,发现甲烷的解吸速度与时间的曲线也是一条双曲线。用钻孔煤心现场解吸数据可以近似得到废弃矿井甲烷涌出速度对时间的下降曲线。对废弃矿井甲烷涌出速度对时间的曲线按时间积分到无穷大,可以得到计算时刻的废弃矿井资源量。

煤矿井下瓦斯抽采数值模拟模型初探

中国的煤矿瓦斯安全形势严峻,许多矿井建立了井下瓦斯抽放系统。但是瓦斯抽放方案设计没有科学的理论依据是目前存在的主要问题之一。本文从数值模拟的角度提出了建立井下瓦斯抽放数值模型的初步方案,即将边界条件等效和模拟时间前推。这样可以借助国际上成熟的煤储层模拟系统来评价和优化井下瓦斯抽放的方案设计。

世界主要产煤国煤田与煤矿开采地质条件之比较

分析了世界主要产煤国家的煤田和煤矿开采地质条件。受东亚晚古生代以来板块构造演化影响,我国煤田(除鄂尔多斯煤盆地外)的地质条件,比美国、印度、澳大利亚、德国、南非、加拿大、俄罗斯近郊煤田和波兰卢布林煤田复杂得多。我国适于露天开采的煤田少,地下井工开采将是煤矿的主要生产方式。以我国目前的开采技术水平,华南、滇藏含煤区的煤田不具备建设大型煤矿的基本地质条件,东北、华北和西北(鄂尔多斯盆地除外)许多煤田的开采地质条件对于建设安全、高产、高效、大型煤矿来说,也面临重大挑战。

中国煤层气技术可采资源潜力

煤层气原地资源量和技术可采资源量的计算结果,可为国家制定煤层气开发战略提供决策依据,也可为煤层气开发的相关部门或单位提供参考依据,对推动我国煤层气产业发展具有重要意义。通过对我国褐煤分布区的煤层气资源量的计算,弥补了我国长期缺少褐煤煤层气资源量的缺陷,使我国煤层气资源量数据更加完整,我国陆上煤层埋深2 000 m以浅的煤层气原地资源量为32.86×1012m3,其中,褐煤主要分布区为1.40×1012m3,非褐煤地区为31.46×1012m3。利用已建立的煤层气技术可采资源量评价方法体系,并基于目前的开发技术,对我国煤层气技术可采资源量进行计算,结果为13.90×1012m3,占原地资源量的42%。

测井曲线判识构造软煤技术预测煤与瓦斯突出

基于构造软煤与硬煤的物性差异,分析构造软煤分层在测井曲线上的响应特征;根据煤层段测井曲线的形态特征,将揭露区钻孔测井曲线初步判识的结果同钻孔邻近巷道煤壁观测的结果进行对比、验证,形成了一套测井曲线判识构造软煤技术。利用该技术获取了研究区的构造软煤资料,对研究区的煤与瓦斯突出危险性区域进行了预测。

煤层气技术可采资源量预测方法

文章提出了新的煤层气资源量分类系统,建立了利用气藏数值模拟技术预测煤层气井最终可采量和 利用损失分析法估算可采量这样两种预测煤层气技术可采资源量的方法。在此基础上指出:以煤层气富气区(带) 为评价单元,准确地确定关键煤储层参数(煤层埋深、厚度、气含量、储层压力、渗透率);运用气藏数值模拟技术和 损失分析两种方法,分别计算处于不同勘探开发程度的煤层气富气区(带)的技术可采资源量;是现阶段在我国进 行煤层气资源可采性定量评价的有效技术途径。

褐煤煤层气储集特征及气含量确定方法

褐煤基质中的孔隙以中孔、大孔为主。实验表明,褐煤对甲烷的吸附能力很低;褐煤基质中的游离气含量通常占总气含量的50%以上。因此,传统的煤层气含量确定方法不适用于褐煤。本文建立了褐煤煤层气含量的确定方法,将吸附气含量与相应储层压力及温度条件下的游离气含量相加,即得到褐煤总的气含量等温线。利用这条等温线,即可获得该温度下不同储层压力时的气含量值。

桑树坪矿煤与瓦斯突出点预测敏感指标研究

煤与瓦斯突出是一种极其复杂的动力现象,准确预测煤与瓦斯突出对煤矿安全生产尤为重要。根据井下实测的大量数据,采用现场数据统计分析并结合数值分析研究,确定了韩城桑树坪煤矿煤与瓦斯突出点预测的敏感指标是钻屑解吸指标K1,而钻屑量指标Smax和瓦斯涌出初速度指标q在研究区敏感性不明显。

煤层瓦斯含量计算方法探讨

煤层瓦斯含量作为煤层瓦斯基本参数之一,准确测定有重要意义。目前常用的煤层瓦斯含量计算方法是根据已知的煤层瓦斯压力和实验室测出煤样干燥无灰基的吸附常数计算,需水分、灰分系数校正,在实践中我们采用煤样空气干燥基的langmuir体积和langmuir压力来计算煤层吸附瓦斯含量,获得了更为简化适用的公式。

我国煤矿区煤层气地面开发现状及技术研究进展

回顾了我国煤炭企业组织实施和合作开展的煤矿区煤层气勘探开发进程。经过三十多年攻坚克难、不懈努力,我国煤矿区煤层气地面开发技术研究、工程试验和产业发展均取得了可喜的成绩,不仅在山西晋城矿区首次取得国内外无烟煤的煤层气开发成功,实现了煤层气规模化商业化生产,而且在安徽淮北矿区取得了碎软低渗煤层顶板水平井开发煤层气技术的重大突破,实现了碎软低渗煤层的煤层气水平井单井的高产稳产;煤矿区采动区煤层气井开发在安徽淮北、淮南,山西晋城等矿区实现了规模化工程应用。同时,梳理总结了依托“十一五”—“十三五”国家科技重大专项项目,在煤矿区煤层气地面开发理论及技术研究方面取得的主要成果及其应用效果,包括:煤层气井密闭取心技术与设备、碎软低渗煤层地面煤层气垂直井强化增产技术、碎软低渗煤层顶板和煤层水平井分段压裂开发技术、多煤层分层控压合层排采技术、低煤阶低气含量煤层地面煤层气开发技术、煤层气井极小半径多孔旋转射流侧钻水平井技术,以及煤矿采动区煤层气产量预测技术等。在此基础上,根据全国煤矿区煤炭开采发展趋势和需求,提出今后煤矿区煤层气研究应重点关注3个方向:穿浅部采空区/采动区的深部煤层气与煤炭资源协调开发、低煤阶低气含量厚煤层矿区煤层气与煤炭资源协调开发和废弃/关闭矿井煤层气开发等。

构造煤煤层气压裂方式及机制探讨

针对构造煤地区煤层气开发效果较差的问题,通过分析淮北矿区和湖南洪山殿矿区构造煤条件下煤层气顶板分段压裂水平井、垂直井的工程案例,结合水力压裂缝起裂和延伸机理分析,提出了构造煤'破壁'间接压裂技术,即在构造煤顶底板选择合适的岩层进行压裂施工,可以造出较长且与煤层沟通良好的压裂缝,能够大大提高压裂的增产效果,且具有有效降低钻井液、压裂液对煤层的伤害,提高煤层气排采效果的作用。

低渗煤层压裂机理及应用

构造煤由于煤层渗透性低,地面煤层气开发进程迟缓。通过研究低渗煤层的地质模型,结合以往工程实践经验分析,探讨了低渗煤层中采用水力压裂技术进行储层改造增产的机理,并在淮北矿区芦岭煤矿地面煤层气井中进行了应用。研究表明,采用高强度水力压裂技术工艺可在低渗煤层中产生比较长的裂缝,取得比较理想的产气效果。研究结果对我国碎软低渗煤层开展地面煤层气开发具有一定的推动作用。

基于煤层气与煤炭协调开采的地面煤层气布井理论探讨

煤矿区煤层气地面开发具有资源、安全、环保等综合效益。研究了煤层气开发与煤炭开采相互影响的控制机制,分析了主要影响因素,包括:煤层气套管、水泥环对采煤机械的损害,金属套管碰撞产生的火花,压裂石英砂对煤质的影响,压裂对煤层顶板和底板的破坏,以及煤炭回采对井筒的破坏。基于煤与煤层气协调开采的目标,结合煤炭开采"O"型圈理论,提出了煤矿区煤层气地面井位部署应以煤矿采掘生产为优先考虑原则;在研究了煤炭开采不同位置布置煤层气井可能性的基础上,提出了煤矿最理想的布井位置为回采边界的煤柱处,并提出在条件允许情况下首选水平井抽采方式。论文成果对煤矿区煤层气的安全高效开发具有一定的现实意义。

用典型曲线计算煤层气资源量

参考先进能源公司(ARI)2002年关于粉河盆地煤层气资源评价的研究报告,结合煤层气地质学和煤层气开发理论,提出了一种计算煤层气可采资源量的方法,即使用煤层气典型生产井的产量预测曲线,通过"极限产量""截尾"的方法,计算一评价单元的煤层气可采资源量.并给出了该方法的使用步骤、优点及局限性.

面向透明工作面的地质建模插值误差分析

工作面建模一般通过三维地震、井巷和钻孔测量等探测手段获取工作面的实际展布情况,然后利用插值算法建立相应模型。其中,采样数据是工作面建模的基础,插值算法是工作面模型实现的必经途径。插值算法和采样数据量的大小在不同程度上影响工作面模型的精确性,定量研究工作面模型精确度影响因素将对插值算法优选和采样数据获取量提供重要的参考价值。在工作面探测资料的基础上,通过交叉验证的方法,分别计算对比函数插值、光滑离散插值(DSI插值)和克里金插值的插值误差。为了解决透明工作面建模采样量大的问题,提出相对间距误差,并计算得到13组不同采样比例时模型的相对间距误差。结果表明:(1)透明工作面模型构建过程中,DSI插值、克里金插值和函数插值的平均绝对误差分别为0.0155、0.0225、0.2312,因此,DSI插值算法构建的模型精确度最高,克里金插值算法次之,函数插值算法最差。(2)随着采样数据量的增加,模型的误差逐渐减小,当采样数据量小于10%时,插值误差下降幅度很大;但当采样数据量大于10%时,其下降幅度趋于平缓,建议在构建工作面模型时采样数据量大于10%。(3)在透明工作面模型实际构建过程中,建议采用DSI插值算法;同时根据最低采样数据量分析得到的最佳更新距离和最佳采样间距进行采样,提高工作面局部数据量。

煤矿巷道三维激光扫描关键技术及工程实践

智能化、无人化开采是煤炭行业发展的必然趋势,精准地质信息探测是当前智慧煤矿建设中的重点研发方向之一,其中巷道信息的精准探测和巷道三维模型的快速获取是地质透明化的重要数据来源。对比分析传统巷道建模方法及其优缺点,提出利用三维激光扫描重建技术构建高精度透明工作面巷道模型的技术思路。在分析煤矿井下工况环境长距离三维激光扫描面临的技术难题的基础上,研究三维激光扫描原理和空间点坐标计算方法,并提出透明工作面巷道三维激光扫描重建技术流程,其关键技术包括:三维激光扫描系统动态标定和坐标转换方法;点云预处理技术中基于统计滤波法的大尺度噪声滤波方法和基于移动最小二乘的小尺度噪声滤波算法;点云关键点提取与特征描述技术中SIFT特征检测算法和FPFH特征描述算法;点云配准技术中基于FPFH特征描述算法的粗配准技术和基于迭代最近点算法的精配准技术。以准格尔煤田唐家会煤矿某工作面为研究对象,利用自主研发的移动式三维激光扫描系统从三维激光扫描施工流程、巷道点云数据采集、边界轮廓线提取、巷道与工作面联合建模等方面进行实践应用。结果表明,提出的基于三维激光扫描技术的工作面巷道三维重建思路在技术上是可行的,能为复杂巷道的快速三维扫描、重建提供一条可行的技术路径。