综放开采下组煤首采面上覆老空水探查及突水危险性评价

为了探究左权五里堠煤业上组煤老空区富水性及其对下组煤首采工作面突水的危险性,以下组煤首采面为研究背景,系统分析了研究区上下2组煤层顶底板岩性组合及水文地质条件;根据物探探测结果,在下组煤首采面巷道先后施工了20个探放上组煤老空水钻孔,发现上组煤老空水存在局部水量大、水压高、富水性分布不均的特点。在此基础上,建立了上下组煤层开采顶底板的工程地质数值模型,采用数值模拟方法对上组煤和上下组煤开采完毕后的应力场及塑性区场变化特征进行了对比分析,得到上组煤层开采后底板破坏深度为11 m,下组煤开采后导水裂隙带高度为112 m,没有波及上组煤底板破坏深度范围,与首采面实测涌水量反映的规律是一致的。根据首采面及附近2个钻孔的资料,采用2种相关经验公式类比计算了下组煤开采导水裂隙带高度,优选了可靠性较高的经验公式。

克拉玛依油田中三叠统克下组油气产能评价

新疆克拉玛依油田530井区下克拉玛依组具有较大油气勘探开发潜力,但单井产能差异较大,阻碍该区目的层进一步的勘探开发。以多油层产出的S2砂层组为研究对象,利用钻井岩芯观察、测井、粒度、薄片、高压压汞、物性以及敏感性等多种宏观及微观分析资料,对沉积储层特征进行详细分析,将影响重点砂层产能的地质参数和工程参数同储层物性进行灰色关联分析,对未动用区油层产能进行评价。结果表明,研究区下克拉玛依组S2砂层组中有利油层微相为分支河道微相,针对S24和S25沉积微相中分支河道的展布可进行针对性地扩边。S2砂层组油层岩石类型以砾岩类为主,储集空间主要为次生孔隙和微裂缝,孔隙结构非均质性较强,储层物性相关性较好,同时粒径同含油性为正相关。未动用区S24和S25油层产能受工程参数影响大于地质参数,S24和S25油层开发前景较好。

屯兰矿采空区下组煤煤层气水平井技术应用

为了更好地实现采空区下组煤煤层气的开发利用,减少下组煤采掘过程中瓦斯造成的危害,实现资源与安全双赢目标,通过介绍屯兰矿井下煤炭采掘及地面煤层气开发情况,对比分析了该矿区过采空区预抽直井与采空区下组煤水平井运行产能效益,得出水平井技术更适用于开采采空区下组煤煤层气。

寺河井田穿煤柱下组煤煤层气水平井钻井技术研究

下组煤煤层气超前预抽已成为煤矿区煤与煤层气共采的重要任务。以寺河井田为例,通过分析3号煤层采动卸压后下伏岩层应力分布、裂隙演化及渗透率变化规律,研究了通过地面抽采下煤组煤层气降低瓦斯含量的可行性,开展了下组煤地面煤层气抽采井位部署方法、钻井技术工艺及关键排采技术等研究。结果表明:下组煤15号煤层渗透率增加约2.20倍,有利于15号煤层进行地面煤层气预抽;根据煤层气开发工程要求,按照地面井下综合分析的方法,优化部署了穿煤柱下组煤水平井煤层气抽采井位,设计了三开钻井井身结构,优化了井眼轨迹设计及钻井轨迹控制技术,研究了不同钻井层段的钻井液体系、裂隙发育段堵漏及分级固井工艺等钻井技术;为有效减少L型水平井排采中管柱磨阻,采用“大井扶斜正+双保接箍防偏磨+导向器降扭矩”工艺。所实施的穿煤柱下组煤水平井,最高日产气量9522 m^(3),14个月内累计产气量220万m^(3),产气效果理想,证明了技术工艺的可行性。

下组煤首采面综放开采受上组煤老空水威胁程度研究

为了探究左权五里堠煤业有限公司上组煤5号煤层老空水是否对下组煤15号煤层首采面综放开采造成突水水害威胁,以下组煤首采面为背景,系统分析了研究区地质及水文地质条件,建立了两煤层开采后顶底板变形破坏空间分布特征模型,提出了老空水是否威胁下组煤综放开采的3个可能条件。在此基础上,采用具有针对性的经验公式和数值模拟相结合的方法,综合获得了下组煤15号煤层首采面最大导水裂隙带高度和上组煤5号煤层底板最大破坏深度量化参数,并与下组煤首采面附近施工的地面钻孔揭露这两层煤间距进行对比。认为下组煤15号煤层开采后,通过导水裂隙带将会波及到上组煤采动底板破坏带内部,在正常条件下可能与上组煤5号煤层老空水导通,建议开采前要进行提前探查和疏放。研究结果对下组煤首采工作面顶板老空水害防治具有很好的参考价值。

下组煤底板断层采动活化流固耦合数值模拟研究

为了探究杨村煤矿十采区10603工作面回采下组煤16上煤层是否对贯穿该工作面的10605F5逆断层产生活化从而导致底板突水,建立了考虑水压力情况下的底板断层活化力学模型及含断层开采的流固耦合数值模型,分析了断层是否会活化及工作面回采过程中顶底板、断层的塑性区变化特征,以及采动应力、承压含水层水压力耦合作用下断层带不同位置的孔隙水压力的变化特征。研究表明,在采动应力及底板含水层水压力耦合作用下,底板承压水会沿着断层带向上导升一定的高度,工作面以下大部分断层仍具有较好阻渗性,底板含水层中的水不会沿着断层导入到工作面,工作面的回采不会导致该断层活化。研究结果可为杨村煤矿下组煤含断层开采底板防治水工作提供较好的指导和借鉴作用。

受断层控制的下组煤开采底板变形特征及突水危险性探究

为了探究杨村煤矿十采区下组煤17煤层首采10703工作面断层突水危险性,在系统分析其地质及水文地质条件基础上,确定了该工作面属于典型的受断层控制的带压开采范畴,主要突水含水层为十三-十四灰和奥灰。在此基础上,建立了集完整和有断层于一体的10703工作面所在区域的三维工程地质模型,采用数值模拟方法对比模拟获得了16上和17煤两薄煤层依次开采后受断层控制的底板变形破坏深度和特征。在此基础上,采用安全带压系数法系统评价了完整和有断层条件下十三-十四灰和奥灰对10703工作面带压开采突水危险性,结果认为均是安全的,与突水系数法结果进行了比较。研究结果对该工作面带压开采底板水防治具有很好的参考价值。

寺河井田下组煤煤层气开发有利区优选及穿煤柱水平井井位部署

寺河井田在煤炭开采前需要通过地面预抽方式降低瓦斯含量以解决煤炭开采过程中的瓦斯突出等问题。煤矿区地面煤层气开发工程要做到与煤炭的协调开发,煤层气抽采区块的优选及井位的合理部署至关重要。利用FLAC3D软件模拟,建立煤层底板采动效应地质模型,开展针对性的研究上组煤采动后下伏岩层应力变化;结合煤矿采掘部署,选取下组煤煤层气开发的主控因素为指标,建立采动区下组煤煤层气开发潜力评价指标体系,采用层次分析法和模糊综合评价相结合的方法,评价煤层气开发的有利区块;以煤层气与煤炭协调开发为前提,确定穿煤柱水平井煤层气开发井位部署的原则,研究水平井设计的关键要素及内容,优化设计15口井位。研究表明:9号煤层和15号煤层都处在3号煤层开采卸压范围内;东五盘区是寺河井田部署下组煤煤层气水平井的优选区,开展的1口煤层气井最高日产气量达到了9522 m 3。

三维地震在双层采空区下组煤勘探中的应用研究

受限于历史条件的影响,当前大部分煤矿在上组煤的采掘之前,并未对下组煤的赋存及构造发育情况进行有效的勘探。随着上部煤炭资源的开采殆竭,为保持矿井的安全生产和可持续发展,对煤矿采空区下组煤地震勘探的需求日益迫切。本文结合葛泉矿双层采空区下组煤三维地震勘探的工作实例,在地表条件差、双层采空区、煤层数目多、煤层间距小、煤层埋深较浅等不利条件下,提出了资料采集、处理及解释的一体化技术。从最终的时间剖面来看,双层采空区以及年限较短的采空区相较于单层采空区及年限较长的采空区对下组煤的地震勘探影响更大。

牛儿庄矿试采下组煤开采技术研究

牛儿庄矿是衰老矿井,上组煤已基本开采完毕。井田内尚有大量的超突水系数的下组煤资源,能否开采成为当前急需解决的一个重大技术课题。牛儿庄井田位于华北地区,该地区型煤田岩溶区的下组煤开采都不同程度地受到基底中奥陶统地层岩溶水的威胁,该岩溶水系统补给区面积广、水源丰沛、传导性强,岩溶发育,富水性强。针对下组煤受到基底中奥陶统地层岩溶水威胁的问题,在研究煤层底板突水机理的基础上,结合矿井水文地质条件,井上采取区域治理技术改造奥灰含水层顶部峰峰组八段,井下在增加强排抗灾泵房的基础上,采取综合探查、局部再加固、监控、水害预警等综合措施,达到减灾、防灾的目的,实现下组煤安全开采。

冲积扇储集层内部隔夹层样式——以克拉玛依油田一中区克下组为例

以克拉玛依油田一中区克下组为例,利用岩心、露头、测井和地震资料,分析冲积扇整体展布特征,以此为基础,利用层次界面分析法研究工区不同亚相不同级次隔夹层的形态、规模及其叠置样式。工区克下组自下而上依次发育扇根、扇中和扇缘沉积,粒径向上变细,为一完整退积型沉积序列。冲积扇储集层隔夹层可分为岩性隔夹层(细粒沉积)和物性夹层(泥质砂(砾)岩)两类,冲积扇不同亚相带的隔夹层成因、样式及规模差异较大。扇根亚相带隔夹层呈"整体分散,局部交织状",表现为高渗透网络中的部分不连续遮挡;扇中亚相带隔夹层整体以相对稳定隔层和侧向分隔夹层为主,渗流屏障遮挡能力迅速增强;扇缘隔夹层整体呈"千层饼"状,储集体在顺源方向呈镶嵌状,垂直物源方向呈透镜状被厚层隔夹层分隔,其渗流屏障的遮挡能力在冲积扇各亚相带中最强。

砾岩油藏水淹层定量识别方法——以新疆克拉玛依油田六中区克下组为例

新疆克拉玛依油田砾岩油藏经过40年的注水开发,目前已进入高含水开发阶段,准确识别水淹层、定量划分水淹级别已经成为老区油藏开发调整的重点和难点。以克拉玛依油田六中区克下组砾岩油藏为研究对象,利用2006年重点调整的3口密闭取心井的岩心资料,结合砾岩油藏的实际地质特点,分析了砾岩油藏各种储层参数的影响因素。选择符合砾岩油藏地质特征和开发规律的测井曲线,基于交会图和多元线性回归的方法,建立了六中区克下组物性、岩性、产水率以及水驱指数等各种解释模型,并从中提取出产水率、含油饱和度和水驱指数3个水淹特征参数。以3个参数为定量判断水淹级别的主要依据,结合水淹层电阻率的定性识别图版,制定了砾岩油藏水淹层定量识别的规则和方法。以上技术应用到六中区克下组实际的水淹层解释中,综合解释符合率为84.36%,达到了实际解释的精度,最终形成了一套砾岩油藏水淹层定量识别的评价技术,提高了水淹层的解释精度和符合率。

藏南白垩纪桑日群麻木下组埃达克岩的地球化学特征及其成因

桑日群火山岩位于冈底斯南缘火山-岩浆弧的中、东段,紧邻雅鲁藏布江缝合带的北侧,包括下部麻木下组与上部比马组中的火山岩,长期以来被认为是雅鲁藏布江新特提斯洋沿冈底斯南缘向北俯冲消减的产物,但是这些火山岩还未见系统的地球化学数据,对其成因也缺乏深入的讨论。通过对桑日群火山岩详细的地球化学研究,识别出麻木下组火山岩具有典型的埃达克岩的地球化学特征:高Sr(平均为977μg/g),低Y(平均为10.4μg/g)、Yb(平均为0.942μg/g)含量,轻重稀土强烈分异(La/Yb平均为24.8);另外岩石还具有相对低Sr和高Nd的同位素组成(87Sr/86Sr)i=0.703506～0.704369,(143Nd/144Nd)i=0.512728～0.512778,εNd(t)平均为5.58,显示出与雅鲁藏布江蛇绿岩的MORB相似的同位素特征,表明其可能来源于新特提斯雅鲁藏布江洋岩石圈的部分熔融。而相对高的MgO(平均为4.38%)、Cr(平均为198μg/g)和Ni(平均为117μg/g)含量暗示原始的埃达克质熔体在其上升过程中与上覆地幔楔发生了反应。综合考虑新特提斯洋以及冈底斯造山带的演化历史,提出麻木下组埃达克岩可能是在早白垩世时雅鲁藏布江新特提斯洋北向俯冲消减的初始阶段由洋壳部分熔融所形成的认识。

准噶尔盆地西北缘八区克下组冲积扇沉积微相研究

准噶尔盆地西北缘八区克下组油藏属于一套山前陆相盆地边缘冲积扇沉积。在充分认识克下组冲积扇沉积模式及沉积特征的基础上,根据露头、岩心及测井资料的综合分析,将克下组冲积扇划分为扇顶、扇中与扇缘3个亚相和8个微相,详细阐述了各沉积微相的特征及在克下组各小层的展布规律。结合开发动态资料,分析了沉积微相控制下的石油地质储量及剩余油分布关系,为二次开发提供地质基础。

准噶尔盆地克拉玛依油田三叠系克下组洪积砾岩特征及洪积扇演化

通过岩心观察,将克拉玛依油田三叠系克下组砾岩分为杂基支撑角砾岩(砾石成分同基岩)、弱胶结砾岩(严格意义上未胶结成岩)、泥质杂基支撑砾岩、砂砾质支撑砾岩和分选极好的细砾岩几种类型。通过岩心岩石特征与现代洪积扇沉积物特征对比,确定了每一类砾岩的形成环境。克下组沉积早期,气候干旱,洪积扇为干旱型,可与现代扎伊尔山山麓洪积扇(堆)沉积物特征相类比。克下组沉积后期气候变得潮湿,洪积扇类型逐渐转变为以河流作用为主,可与阜康市白杨河洪积扇沉积物特征相类比。克下组洪积扇在垂向上为向扎伊尔山后退的沉积序列。

克拉玛依油田六中区克下组沉积微相及其含油气性

在对克拉玛依油田六中区克下组储层岩石学特征分析的基础上,对储层的沉积结构和构造、粒度分布和层序组合进行了分析,认为其形成环境为洪积扇,识别出了扇根、扇中和扇缘亚相,其中扇根又细分为主槽、侧缘槽、槽滩、漫洪带,扇中又细分为辫流河道、辫流砂岛、漫流带等微相,然后分析了各个砂层沉积微相的展布规律,最后,探讨了沉积微相与含油性关系。

准噶尔盆地西北缘八区克下组冲积扇高分辨率层序地层学

为认识剩余油分布规律,以冲积扇沉积模式及沉积特征为基础,应用高分辨率层序地层学方法,结合露头、岩芯及测井资料,研究八区克下组层序分布模式及砂砾岩体展布规律。研究结果表明:八区克下组冲积扇可识别出不整合面、洪泛面、冲刷面和岩性界面这4类层序界面;依据不同级次基准面升降运动所导致的地层过程旋回性和沉积学响应特征,将八区克下组可划分为3个中期旋回、10个短期旋回、15～16个超短期旋回;以冲积扇沉积体系超短期旋回、短期旋回和中期旋回的沉积序列、结构类型、叠加样式和分布模式为基础,以中期旋回层序为框架,可建立以短期和超短期旋回层序为等时地层对比单元的全区高分辨率层序地层格架;中期基准面旋回控制着砂砾岩体的分布模式,下部的中期旋回砂砾岩厚度大,是克下组主要的储集层。

克拉玛依油田七中、东区克下组砾岩储层孔隙结构特征及影响因素

利用铸体薄片、扫描电镜、岩石物性和压汞资料,对克拉玛依油田七中、东区克下组砾岩储层孔隙结构及影响因素进行了详细分析。研究区克下组属于中孔、中渗透储层,以粒间溶孔为主,次为原生粒间孔隙,优选出孔隙度、渗透率、均值、偏态、饱和度中值半径、最大孔喉半径、平均毛管半径、视孔喉体积比和非饱和汞孔隙体积百分数共9个能反映孔隙结构的参数,采用K-Means聚类分析方法将研究区克下组砾岩储层分为4类(Ⅰ—Ⅳ),分别代表储层孔隙结构好、较好、较差、差;储层的微观孔隙分布主要有3种类型,孔隙直径分布分别呈单模态、双模态和复模态。影响孔隙结构的因素有构造作用、沉积作用和成岩作用。构造格局决定着储层的沉积格局,进而控制了储层的孔隙结构。沉积作用的影响主要表现在岩性对储层物性的控制。压实作用造成孔隙度降低;胶结作用使孔隙结构和物性变差;溶蚀作用产生的次生孔隙使储层孔隙结构和物性得以改善;重结晶作用产生的新生自形晶矿物全充填或半充填于粒间孔隙和喉道中,使孔隙减少、喉道变窄,孔隙连通性变差;压溶作用可产生压溶缝、缝合线或溶孔,扩大了孔隙空间。

基于模糊C均值聚类的流动单元划分方法——以克拉玛依油田五3中区克下组为例

流动单元的划分方法直接影响着储层性质的评价及油藏后期开发。针对常用的流动单元评价方法——流动带指标法容易出现聚类指标优劣交叉的问题,提出了基于模糊C均值聚类模型划分流动单元的方法。该方法通过分析多种储层属性,寻找各类的最优聚类中心,并给出样本点属于每一类的隶属度,更准确地标定出每个样品的聚类域。以克拉玛依油田五3中区克下组油藏为例,通过在聚类过程中有效地实施人工干预,解决了流动单元划分指标不匹配的问题,在生产实际中取得了较好的应用效果。

克拉玛依油田六中区克下组沉积微相分析

分析克拉玛依油田六中区克下组沉积环境,指出不同沉积微相储集性能与含油性之间关系,为后期开发调整提供依据.研究野外露头、岩心及化验资料等,在确定研究区沉积环境基础上,分析沉积微相展布特征,指出沉积微相与含油性之间关系.结果表明:研究区为以辫状河为主的冲积扇,主要发育扇中和扇缘亚相,依据各微相类型的岩性、沉积构造及测井曲线形态等特征,将扇中亚相分为辫流水道、辫流砂岛和漫流带等微相,扇缘亚相分为径流水道和泛洪带微相.不同沉积旋回内沉积微相的空间展布规律:下部中期旋回砂体呈连片状,厚度大,延伸范围广;中部中期旋回砂体以宽带状为主,厚度较薄,延伸范围较窄;上部中期旋回砂体以窄条带状为主,厚度薄,延伸范围窄.储层物性稍差的侧缘—漫流带及砂体井控程度较低的窄条带状砂体是剩余油挖潜的主要对象.