寿阳区块煤层气井产粉特征与煤体结构相关性研究

针对沁水盆地寿阳区块煤层气井产粉严重的问题,连续采集井口煤粉溶液样品,在实验室测试获取了煤粉浓度、煤粉粒径和煤粉形态等煤粉产出特征。通过测井曲线和构造曲率判识了煤体结构特征,利用数据描述分析和Pearson相关系数计算方法定量分析了产粉特征与煤体结构相关性。研究成果为寿阳区块煤层气产粉规律研究和控粉措施提供了实验数据和理论指导。

沉积环境对煤层含气量的控制:以沁水盆地寿阳地区太原组15^(#)煤为例

煤层性质的差异是影响煤层气富集及高产的重要因素。沉积环境控制了煤层厚度及展布、煤岩煤质特征、有效盖层厚度和岩性组合等,对煤层气富集具有重要控制作用。本研究根据钻井岩心、录井、测井及前人研究成果,对沁水盆地北部寿阳地区太原组进行了沉积环境及层序地层综合分析,并对15^(#)煤顶、底板系统的沉积环境及岩相古地理进行精细刻画,总结沉积环境对煤层含气量的控制作用,并进一步划分有利煤储集层沉积相带。寿阳地区太原组下部主要发育浅海陆棚—障壁岛—潟湖沉积体系,上部主要发育三角洲平原沉积体系。太原组沉积时期为1个三级层序尺度的海侵—海退过程,并进一步可划分为6个四级层序(S_(1)—S_(6))。四级层序S_(1)发育潮坪—潟湖—障壁岛沉积体系,各沉积相与15^(#)煤含气量关系由好到差依次为潟湖、潮坪、障壁岛;S_(2)发育障壁岛—潟湖—潮坪—浅海陆棚沉积体系,各沉积相与15^(#)煤含气量关系由好到差依次为潟湖(灰岩厚)、泥质陆棚、碳酸盐岩陆棚、潟湖、潮坪、障壁岛。根据S_(1)、S_(2)沉积相与15^(#)煤含气量关系,将15^(#)煤划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类煤储集层沉积相带,Ⅰ类煤储集层沉积相带分布区是煤层气勘探有利区,主要分布于研究区东部;Ⅱ类煤储集层沉积相带分布区是煤层气勘探较有利区,主要分布于东部及西部;Ⅲ类煤储集层沉积相带分布区煤层气勘探前景较差,主要分布于研究区的西北部及中部。

寿阳区块煤层气田的水文控藏模式及控产特征

地下水对煤层的补、径、排关系不仅影响着煤层气的富集程度,而且影响着煤层气井的产气特征。为查明水文地质条件对煤层气富集和产气的影响,以寿阳区块15号煤层为研究对象,基于排采水离子测试数据和地下水势,分析了排采水化学特征参数、地下水势与含气量关系;结合水文控气作用分析,提出了3种控藏模式。根据不同控藏模式下煤层气井的产水、产气曲线形态及成因机制,划分了6种控产特征,并提出了相应的开发建议。结果表明:水化学特征参数、地下水势与含气量相关性显著。即矿化度、变质系数越大,钠氯系数、碳酸盐平衡系数、地下水势越小,含气量越高。水文地质条件以水动力逸散、封堵、封闭作用控制着煤层气逸散和富集成藏;水动力逸散控藏区,低含气量是煤层气井低产的主控因素,开发风险高;水动力封堵控藏区产水量普遍大。其中水动力强、低渗透率地区,易出现高产水低产气井,不建议开发;供液能力强、低渗透率易出现中产水低产气井,储层改造效果决定了开发的可行性;较高渗透率地区易出现高产水中产气,应注意排采的连续性。水动力封闭控藏区产水量小,其中低渗透储层易出现低产水低产气井,应注意储层改造的有效性;渗透率好的地区,一般为中-高产气井,应尽量保持排采连续性,降低储层伤害。研究成果可为煤层气井位部署提供理论指导。

褐土区典型县域耕地土壤肥力时空演变特征及主控因素

【目的】探明褐土区典型县域耕地土壤肥力时空演变特征及主控因素,为合理施肥及土壤培肥提供科学依据。【方法】基于山西省寿阳县1983、2007和2017年的土壤肥力(包括土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和pH值)数据,采用内梅罗指数法计算土壤肥力综合指数;通过随机森林(RF)方法定量土壤肥力演变的主控因素;利用GIS和地统计学相结合的方法,确定土壤肥力综合指数及其主控因素的时空演变特征和分布格局。【结果】(1)1983—2017年间寿阳县耕地土壤肥力水平总体呈上升趋势,肥力综合指数由1.16增至1.42,增加了0.26。土壤肥力指标变化具有明显的阶段性,1983—2007年,有机质、全氮和速效钾增幅明显,年均增加量分别为0.09 g·kg^(-1)、0.0021 g·kg^(-1)和1.61 mg·kg^(-1),而有效磷增幅不显著;2007—2017年,有机质、全氮和有效磷增幅明显,年均增加量分别为0.20 g·kg^(-1)、0.01 g·kg^(-1)、0.24 mg·kg^(-1),而速效钾增幅不显著。(2)RF分析结果显示,1983年寿阳县耕地土壤肥力的主控因素为全氮和有机质,贡献率分别为75.3%和17.8%;2007年土壤肥力的主控因素则为速效钾、有效磷和全氮,贡献率分别为31.8%、27.1%和26.8%;2017年变为全氮、速效钾和有效磷,贡献率分别为31.8%、27.1%和26.8%。(3)寿阳县耕地土壤肥力主控因素的变化存在显著的空间差异特征。1983—2007年,全域土壤有机质整体呈现增加趋势;全氮除在西北部和中部降低外,在其他区域均呈增加趋势;有效磷则呈现北部降低、南部增加的变化特征;速效钾在全域呈增加趋势。2007—2017年,有机质在东南部增加较快,其他区域增加较慢;全氮则呈现在县域中部减少、其他区域增加的变化趋势;有效磷在县域东部下降,其他区域上升;速效钾则呈现在东部和西部下降、中部上升的空间变化特征。【结论】34年以来,寿阳县耕地土壤肥力总体呈上升趋势,有机质、全氮、有效磷和速效钾是影响土壤肥力演变的主控因素,有机质、全氮和有效磷在南部增长较快,速效钾则在东部增长较快。未来建议寿阳县采取全区尤其是中部增氮,全区稳磷控钾的养分调控策略。

煤层气井排采动态主控地质因素分析

沁水盆地寿阳区块和柿庄区块煤层气(CBM)井的排采动态在整体上表现出明显差异,而单一区块内部煤层气井的排采动态也存在较大差异。本文就两个区块的煤系地层沉积相、煤层渗透率、断裂构造、地应力类型和构造应力强度以及顶底板岩性组合类型等因素对排采动态的影响开展对比分析。基于静态地质条件和排采动态资料的综合研究表明:煤系地层沉积相、煤层渗透率、地应力类型和构造应力强度的差异是两个区块煤层气井排采动态差异的主要原因;单一区块内煤层气井的排采动态差异受控于局部断裂构造、地应力类型以及煤层顶底板岩性组合类型等局部因素;在煤层气开发选区和开发井位部署时,应综合考虑资源量、渗透率和多种局部地质因素的共同影响。

寿阳—阳泉煤矿区控气水文地质条件分析

基于煤田地质勘探资料,分析了寿阳—阳泉煤矿区主力煤层含气量的区域分布规律和中奥陶统灰 岩、太原组灰岩和山西组砂岩的地下水动力场、水化学场特征,探讨了煤层含气量与地下水水位或矿化度之间的耦 合关系,得出了地下水滞流地区,矿化度高、煤层含气量高的结论。

沁水盆地寿阳区块煤层气井产水差异性原因分析及有利区预测

沁水盆地寿阳区块多数煤层气井在排采过程中呈现出"高产水、低产气"的特点,较高的产水量严重制约了煤层气单井产能。为此,基于该区64口煤层气井的排采动态资料和相关的地质、钻井及压裂资料,从断裂构造、压裂缝类型和煤层顶底板岩性组合三方面综合分析了煤层气井产水差异性的原因,并据此提出了"避水采气"层次分析方法,预测了该区"避水采气"的有利区。研究认为,该区煤层气井产水差异性主要存在两大原因:(1)部分煤层气井位于断层附近,断层沟通了煤层顶底板的砂岩含水层,导致单井产水量较高;(2)区域地应力类型决定了该区煤层在压裂过程中会产生垂直压裂缝,其压穿岩性组合类型较差的煤层顶底板,从而沟通含水层导致单井产水量较高。结论认为:(1)煤层气生产过程中应进行"避水采气"有利区预测,其层次分析步骤为"一看断裂构造,二看应力类型,三看岩性组合";(2)该区块西部、东北部和中北部为煤层气开发的"避水采气"有利区。

山西寿阳县旱作农业土地生产潜力

北方旱区是中国最具开发潜力的农业生产基地,土地生产潜力作为土地最本质的属性,它的研究越来越受到人们的重视。该文以山西寿阳县33a气候数据、土壤理化数据和图件资料为基础,采用"机制法"对土地生产潜力分别进行了光合、温度、水分和土壤的逐级订正,估算土地生产潜力。研究结果表明:水分不足是气候生产潜力的主要限制因子,经水分订正后,多年平均气候生产潜力相对光温生产潜力减少了三分之二;土地生产潜力分布特点基本满足地形地貌类型的分布特点,河谷盆地生产潜力较高,山地部位生产潜力较低,而土壤养分总体含量较低,存在重用轻养现象,肥力补偿差。

沁水盆地高煤阶煤吸附时间主要影响因素分析

为了达到更好的评价煤储层开发潜力的目的,对直接关系到煤储层流体可动性的煤层吸附时间进行了研究,通过对沁水盆地寿阳和柿庄区块3、15号煤层的煤岩进行测试,分析了高煤阶煤吸附时间的特征,讨论了镜质体最大反射率(Rmax)、煤质和气体组分等因素对吸附时间的影响。研究表明:煤阶,即Rmax是影响煤层吸附时间的主要因素,镜质组/惰质组比值、气体组分φ(CO_2)/φ(CH_4)和φ(CH_4)/φ(N_2)为次要因素,单一的显微组分(镜质组、惰质组)和灰分对吸附时间的影响不大。对高煤阶煤岩而言,当Rmax<2.9%时,吸附时间随Rmax的增大而增大;当Rmax>2.9%时,吸附时间随Rmax的增大而减小,主要是由于随煤岩演化程度增高,煤岩平衡水含量与比表面积综合作用引起煤岩孔隙度、微孔隙结构及比表面积下降,导致煤岩吸附能力下降。此外,受各显微组分吸附能力差异、各类气体吸附特点差异及煤层中气体浓度差等因素的影响,镜质组/惰质组、φ(CO_2)/φ(CH_4)和φ(CH_4)/φ(N_2)均与吸附时间表现为负向包络关系。

寿阳区块煤层气采收率预测方法及井间距优化

为准确预测煤层气采收率和确定煤层气井开采合理的井间距,对数值模拟法、类比法、等温吸附法、解析法及其各自的适用条件和优缺点做了详细分析,结合3种采收率的预测方法得出了15#、9#、3#煤层的采收率;阐述了煤层气开发中井间距的设计原则,根据寿阳区块的地质和煤储层条件,设计3种不同的井间距方案,通过数值模拟预测产能,分析了井间距与产能之间的关系,得出合理的井间距;阐述了丛式井组设计开发概念思想.研究结果表明:合理的井间距为350 m×350 m,15#煤层的采收率为53.9%,9#煤层采收率为51.6%,3#煤层的采收率为47.8%.

沁水盆地寿阳勘探区煤层气井排采水源层判识

煤层气井水源层判识,对于单井排采动态诊断、优选作业井层和制定科学的压裂方案均具有重要意义。针对寿阳勘探区煤层气井高产水问题,开展了区域水动力场和能量场、煤系砂岩和灰岩含水性、目标煤层围岩岩性连井对比、井筒与煤层围岩含水层连通关系以及典型煤层气井水源层剖析等方面的研究。研究表明,区域水动力场和煤层渗透率是煤层气井平均产水水平的决定因素,而煤层气井产水量的井间差异主要受控于单井波及范围内局部地质工程因素(断裂、压裂缝类型和高度及岩性组合),水力压裂缝是除断裂外煤层与围岩含水层沟通的一种方式。通过综合分析,本文取得的结论是,煤系砂岩是寿阳勘探区煤层气井的主要水源层,太原组灰岩对排采的影响有限。建议在煤层气开发井层优选和压裂方案设计时,重点考虑目标煤层与砂岩含水层的垂向组合关系。

山西寿阳县旱作农业气候生产潜力研究

根据1967-1999年气象资料,依据布达哥夫斯基连乘原理,估算了寿阳县的光合生产潜力、光温生产潜力和光温水生产潜力,其多年平均值分别为19.3、12.9和4.9万kg/hm2。4-9月作物生育期内气候生产潜力总值的逐年变化趋势为:光合、光温生产潜力呈总体减小变化,而光温水生产潜力总体减少趋势不明显;4-9月逐月气候生产潜力等值线图表明,20世纪90年代末光合、光温及光温水生产潜力均有不同程度的降低,1999年后的三种气候生产潜力保持继续减少的趋势。

沁水盆地寿阳区块和柿庄区块煤层气开发条件对比

基于沁水盆地寿阳和柿庄区块的地质和排采资料,从主采煤储层的资源性、储层流体可动性、压裂工程条件开展2个区块的对比分析,讨论寿阳区块煤层气开发的关键问题,提出下一步开发对策。结果表明:柿庄区块各煤层的资源性和流体可动性较好,具备单层排采的条件,而寿阳区块主力煤层的累计资源丰度高达1.57×10~8 m^3/km^2,解吸潜力大,3套煤层的有效解吸量均为9 m^3/t左右,流体可动性强,渗透率平均7.57×10^(–3)μm^2,吸附时间大于15 d,具备多层合采的条件;与柿庄区块相比,寿阳区块煤系中砂体发育广泛,煤系外源水供给能力更强,且实际压裂规模更大,断裂和压裂缝沟通含水层造成煤层气井高产水的风险更大。建议寿阳区块坚持以合层排采为主,在井层优选时,首先应规避断裂,其次应考虑目标煤层顶底板的岩性组合,同时要注意优化和控制压裂规模。

沁水盆地寿阳区块3号和9号煤层合层排采的可行性研究

寿阳区块煤储层具有层数多、单层厚度小、产能低、开采难度大的特征,为降低成本、提高煤层气资源采收率,对该区主要目标层3号和9号煤层进行合层开采是制定开发方案时的首选。在系统分析煤层气直井合层排采的关键控制因素基础上,认为煤岩及顶底板岩石力学性质、储层压力梯度、临界解吸压力、渗透率、煤储层供液能力是合层排采的主控因素,根据区内煤层气井勘探开发资料及主控因素分析了区块合层排采的可行性,指出了适合3号和9号煤层合层排采的有利区域。

沁水盆地寿阳区块煤层气井网优化及采收率预测

煤层气采收率的确定对于产业的发展具有较大指导意义。通过对类比法、解吸法、等温吸附曲线法及储层数值模拟法适用性分析,并结合沁水盆地寿阳区块煤储层特征,应用COMET3数值模拟软件,对15号煤储层生产数据进行历史拟合,校正了基础参数,基于不同井距设计了6种不同的井网方案,对各种方案进行了产能数值模拟及采收率预测。根据预测结果总结出寿阳区块采收率与钻井数关系变化规律,指出最优井间距为288m×216m,对应的采收率为50.4%。

晋语寿阳方言里的几种规约化构式

文章讨论了寿阳方言中三种特殊的规约化构式:一种用来表示否定,一种用来表示劝止,还有一种是表示悔怨。这些构式均出现在交际互动的应答句中,其共同特点是均未直接使用表示否定、劝止和悔怨的词语,其语义是利用规约化的语义解读间接表达的。文章详细地描述了几种构式的使用环境与条件,对其规约化过程进行了探讨,并解释了其表义的机制与特点。文章描写的虽然仅是寿阳方言,但这三种规约化构式在晋语中具有较强的地域共性。

寿阳县蔬菜产业发展的优势及可持续发展措施

在分析了寿阳县发展蔬菜产业的优势和现状的基础上,提出了寿阳县蔬菜产业可持续发展的措施:加快蔬菜新品种引进,加强蔬菜技术保障体系建设;大力发展蔬菜专业合作社组织,实行"五统一"服务模式;开展形式多样的蔬菜种植技术培训,实现标准化、规模化种植;完善市场营销策略,建立蔬菜营销网络,正确定位、做好特色、打造精品,提高产品的市场竞争力。

寿阳区块15#煤层井壁失稳室内实验研究

针对目前煤层气水平井钻井过程中面临水平段井壁失稳的问题,采用扫描电子显微镜和室内煤样实验方法,以山西寿阳区块15#煤层为研究对象,开展了煤岩全岩矿物、黏土矿物组成、煤岩微观结构、煤岩化学特性及力学特性等研究,得出了导致水平段井壁失稳坍塌的主要原因是钻井液对煤岩强度的破坏,并指出提高煤层井壁稳定性的措施主要集中在提高钻井液的抑制性与封堵性。

孤竹文化疑议

主要从语言文字的角度,考证了孤竹文化的四个标记:首阳山、孤竹器皿、孤竹、孤竹语言。"首阳"意思是东山,不是专名。孤竹器皿中的"亚"只是个方框,"微"应是"微子"。"孤竹"指"天子",古代君王自称"孤"也来源于此。综合而言,孤竹国的民族语言应是匈奴语。

山西寿阳15号煤层动静弹性参数实验研究

利用SD-I型声波检测仪对山西寿阳15号煤层进行超声波速度测定;利用MTS815岩石伺服试验机进行强度实验,在此基础上讨论了纵波波速与煤岩强度的关系以及动静态弹性参数间的关系。结果表明:煤岩单轴抗压强度与纵波速度呈较好的指数关系,单轴抗压强度随纵波速度增大而增大;煤岩的动静态弹性模量之间存在较好的线性关系,且煤岩的动态弹性模量大于静态弹性模量;煤岩的动静态泊松比基本上呈正相关性。给出的煤岩动静态参数间的拟合关系式有助于今后做进一步研究。