综掘工作面粉尘运移沉降规律及三压带分段注水降尘技术

针对永定庄煤业综掘工作面粉尘治理难的问题,利用欧拉-拉格朗日法,通过数值模拟方法研究Ⅱ1084风巷掘进工作面在生产过程中的粉尘沉降运移规律。根据现场注水实验表明,在注水实验孔1.5 m内,煤层含水量平均增长大于1.5%,因此可设定1.5 m为注水有效湿润半径。通过煤层三压带分段注水和高压喷雾综合降尘措施后,工作面回风侧15 m的总粉尘浓度达到了43.2 mg/m^(3),呼吸性粉尘浓度达到了8.2 mg/m^(3)。

掘进工作面分段注水粉尘防治技术应用研究

由于含水率较低的煤层一般不适用除尘风机进行掘进作业除尘,很容易引发煤尘爆炸等安全事故,大面积进行喷水降尘处理时,顶底板松软泥岩的软化、膨胀也严重影响到掘进面正常掘进作业。基于粉尘产生量与煤层含水率直接相关的特点,提出分段注水软化煤层的技术方案,从根源上降低掘进面粉尘产生量,提高掘进面生产效率。

水平井浅测分段注水管柱的研制与应用

为了提高水平井分段注水的密封可靠性、降低水平段测调难度、提高测试效率和成功率,研制了水平井浅测分段注水管柱。该管柱主要由安全接头、浅测分流配水器、集成封隔配水器、扶正器及水平洗井阀等组成。浅测分流配水器与双层集成心子结构将水平段的测试调配调整到直井段中进行,且1次注水心子投捞可完成2层水量调配,管柱上端的液控安全接头可实现管柱遇卡时的分段解卡处理。现场应用情况表明,该管柱结构设计合理,操作方便,对于改善水平井分段注水均衡开发效果具有重要意义。

基于均衡驱替的分段注水层段划分及合理配注方法

分层注水是减少层间干扰、缓解层间矛盾的重要手段，对于纵向层系较多的油藏来说，将储层物性相近的若干层组合，实施分段注水是现场常用且有效的措施。以层间吸水指数级差为注水层段划分指标进行层段划分；根据Buckley-Leverett非活塞式水驱油理论，以实现均衡驱替为目标，建立分段配注量的计算方法，编制计算程序，并用数值模拟模型进行验证。计算结果表明：以层间吸水指数级差作为注水层系分段指标具有科学性；各段配注量分布受储层物性、调控时间、剩余油饱和度影响；调控时间越长，各段间单位厚度配注量差异越小，达到均衡时的含水饱和度越高；段内平均含水饱和度越大，单位厚度配注量越小；层间吸水指数越大，单位厚度配注量越小。

掘进面“三压带”分段注水机理及应用研究

针对高瓦斯、大风量及突出掘进面的治尘难题,提出掘进面"三压带"分段注水新方法,采用理论分析法对"三压带"分段注水机理进行研究;根据钻煤屑全水分分析法、滤膜测尘法及钻屑量称重法,分别对"三压带"采用分段注水前后煤体湿润半径、降尘效率及应力分布规律进行测试。结果表明,掘进面"三压带"采用分段注水后,煤层湿润半径达2 m左右;司机处及其后10 m处降尘效率分别达到66.5%、67.6%;卸压带被延伸到9 m左右,9～12 m范围内的集中应力带峰值相比注水前明显降低,能取得较好的防尘及防突效果。

层内分段注水研究与矿场试验

针对孤东油田七区西 6 3 + 4单元沉积厚度大、平面波及范围广、采出程度高的实际情况 ,通过分析目前的水淹状况及剩余油分布 ,充分利用河流相沉积储集层中夹层发育 ,非均质性强 ,各沉积单元内的夹层对油水运动的阻挡、分流和减缓水窜的控制作用 ,提出了在厚油层内实施层内分段注水的精细油藏管理技术 ,进行特高含水期注采结构调整 ,控制无功注水和无效产液 ,扩大层内水波及体积。通过在 7 30 432 6井的试验 ,井组日注水减少 198m3 /d ,日产液减少 2 7.1t/d ,日产油增加 5 .2t/d ,综合含水下降 1.0 % ,有效天数 132d ,共创经济效益 47.470 4× 10 4 元 ,投入产出比达到了 1∶2 2 .8。

水平井3段集成分段注水技术研究

随着胜利油田水平井开采力度的进一步加大,油井含水体积分数逐年上升,层系有效开采率过低,部分层段亏空严重,已经大大降低了水平井注水在油田开发过程中所发挥的作用。为此,开展了水平井3段集成分段注水技术研究。水平井3段集成分段注水管柱主要由1级3段配水封隔器、插封注水封隔器、弹性扶正器、液压扶正器、水平井单流阀及安全接头等组成,测试仪器1次起下即可完成全井测试,投捞工具1次起下即可完成3层调配,出水通道采用防刺结构设计。现场应用结果表明,水平井分段注水技术缓解了水平井笼统注水层间矛盾,使油藏得到了合理注水开发利用,提高了注水开发效率。

安83水平井智能分段注水工艺研究与试验

目前国内水平井注水技术仍处于探索阶段,尚存在一些技术问题,如水平段封隔器密封性能有待提高,配套测调工艺成本还需控制以及需降低后期起管柱遇阻风险等。为此,在充分借鉴国内外油田水平井分段注水技术的基础上,开发了水平井智能配水器和注水封隔器等关键工具及配套仪器,形成了水平井智能分段注水工艺技术,并在安83水平井开展了2段智能分注先导性试验。室内和现场试验结果表明:该技术工艺可靠,智能配水器和注水封隔器密封性能良好,满足致密油吞吐要求。研究结果可为提高安83区块致密油的开发效率提供参考。

非均质油藏水平井分段注水优化软件的开发

针对非均质油藏水平井分段注水优化设计影响因素多、计算量大及求解困难等问题,利用VB 6.0编制了水平井分段注水优化软件。该软件包括数据库分析模块、计算模块和图形与文件系统模块,具有快速、准确、易修改及便于优化等特点,并实现了参数选择、优化设计以及计算与绘图的一体化。应用实例表明,利用该软件可通过直观简捷的方式获得水平井水驱前缘推进图,可为周围油井注水见效和水驱动用程度分析研究提供参考依据。

水平井分段注水管柱技术探讨

低渗透、薄层油藏由于天然能量不足,存在地层压力下降快、启动压力和注水压力高等问题,直井注水技术在其开发过程中逐渐暴露出一些不足。水平井相对直井注水具有注水压力低、注入量大、波及效率高等优点,但水平井笼统注水时,水平段上渗透率的差异会导致高渗段超注与低渗段欠注。针对上述问题,江汉油田提出了一种针对水平井的分段注水管柱,可实现水平井有效分段注水,保证注入水均匀推进,达到更好的注水效果。

应用井下仰孔分段注水观测导水断裂带高度

采空区上覆岩层导水断裂带的发育高度会直接影响煤矿安全生产。针对亭南煤矿106工作面区域地质和采矿条件,应用井下仰孔分段注水测漏法,进行详细的井下观测,获得比较准确的孔段注水漏失量数据。通过数据整理分析,得出覆岩导水断裂带的高度。为亭南煤矿综放开采预计导水断裂带高度及合理开采上限提供重要参数。

超低渗岩性油藏水平井分段注水实践

鄂尔多斯盆地X油田长7超低渗岩性油藏砂体薄层发育、储层物性致密,地层能量不足,常规直井开发产能低,水平井压裂投产可以获得较高产能,但天然能量开发条件下产量递减快,整体采出程度低。通过论证开展注水开发先导试验,采用水平井注采井网、水井超前注水、分段注水在提高地层压力的同时扩大注水波及,油井采用分段压裂投产,与水井水线形成交错缝注采驱替,注采排距40~50 m。应用后油井初产提高,可以稳产4~5个月,产量递减明显减缓,显示了水平井超前注水、分段注水开发在薄油层较好的潜力。

分段注水技术在综掘工作面粉尘防治中的应用

南关矿6号煤层本身含水率较低,掘进面现场采用除尘风机具有一定的安全隐患,同时底板松软泥岩、黏土岩使得迎头喷雾降尘用水不宜过大,造成掘进工作面粉尘浓度较高。通过在掘进迎头采用以分段式注水技术为核心的防尘措施,并辅助采用机载泡沫除尘,可显著降低工作面粉尘浓度。掘进迎头分段注水后,煤层含水率增加1%以上,可从根本上降底粉尘产生量;使用泡沫除尘不仅可起到强化粉尘治理作用而且可降低降尘用水量,起到保护巷道底板防止软化底鼓的作用。现场应用后,综掘司机位置全尘、呼吸性粉尘浓度降低率分别为95.8%、94.8%;综掘机后5 m位置全尘、呼吸性粉尘浓度降低率分别为93.8%、92.2%,有效改善了作业面环境质量。

仰孔分段注水法钻探与高抽巷优化布置研究

通过对81401工作面仰孔分段注水法详细的井下观测,获得较准确的注水流量数据,通过数据分析,确定了试验区覆岩变形破坏范围,为高抽巷合理布置提供了理论依据。

水平井分段注水优化效果评价

为分析对比水平井分段注水与笼统注水效果,通过建立水平井注采机理模型,采用数值模拟优化方法研究了水平井分段注水模拟效果。结果表明:水平井分段注水使井组累产油增加,含水率降低,累积注水量下降,水驱效率提高。可见水平井分段注水效果要优于水平井笼统注水。

水平井分段注水工艺技术试验效果分析

随着对超低渗--致密油藏开发的不断深入,水平井开发技术取得了实质性的突破,水平井的数量急剧增多,为补充地层能量,提高采收率,解决油藏非均质性的影响,水平井分段注水工艺技术研究与试验势在必行,在综合研究水平井注水文献的基础上,对国内外水平井分段注水工艺技术的现状和应用进行了深入的调研和分析,对水平井分段注水扶正器、封隔器、分注器及逐级解封洗井器等关键技术进行了研究,形成了地面油套分注、三段分注、井下三段集成、三级四段等工艺管柱系列,基本上满足了水平井分段注水工艺的要求,现场实施后见到了明显的效果。

基于分段注水的综掘工作面防尘技术实践

南关煤矿2607掘进工作面煤层含水率较低,综掘破煤过程中会产生大量煤尘,控制难度较大。设计使用分段式注水及二级注水器进行煤层注水,对系统整体方案、系统组成、设备选型、注水参数进行设计,并在巷道掘进过程中实施分段式煤层注水及泡沫除尘,综合降尘率能达到85%以上,降尘效果显著,实现了预期目的。

水平井分段注水工艺研究及应用

近年来,吐哈油田水平井逐年增多,目前采用合层注水的方式无法实现各层段间的定量注水要求,影响注水开发效果,为此开展了水平井分段注水工艺研究。核心设计智能分注仪与过电缆封隔器,以电缆为信号载体,实现了高精度无线远程测调,全面解决井斜对测调的限制,同时针对管柱电缆保护,设计了电缆头保护罩等安全辅助工具。现场应用表明:工具入井、坐封、验封及测调成功率均100%,单井3层验封、测调总耗时不到3 h,最大配注误差仅4.5%,截至目前,最长有效期已达418 d,远程测调、在线验封、数据读取各项功能均正常,效果良好,为油田今后水平井分注提供了重要的技术支撑。

分段射孔水平注水井注入动态研究

水平井分段注水时,在总注入量确定的情况下,确定每个射孔段的流量分配与压降分布是一个复杂且有现实意义的问题。建立封闭地层的水平井三维稳态渗流模型,用Fourier正弦变换、势的叠加原理、三角函数变换、渐进分析求解其压力和流量分布;通过与直井比较,求得均匀流量水平井稳态当量井径模型。利用多井叠加原理建立分段射孔无限导流水平井流量分配模型,用高斯消元法求取每个射孔段的流量分布,在此基础上分析了分段射孔水平注入井的压降特征。算例应用表明,在其他条件相同的情况下,射孔间距或射孔段长度越大,射孔段附近压降越大,而水平井中部的射孔段附近的压降小于相同条件下端部射孔段的压降;分段射孔水平井的近井地带易于形成近线性驱替系统,特别是选择中间略长,根(趾、端)部稍短的射孔方式,可使这种驱替效果更好。该方法能够直观量化每个射孔段注水量的分配,从而为周围油井注水见效、水驱动用程度等的分析奠定基础。

分段式注水对湿润半径影响的试验研究

针对掘进工作面一段式封孔器动压注水时封孔长度短、容易跑水的现状,提出了分段式注水方法。通过在不同注水压力、不同注水段数、不同注水顺序条件下的试验,了解了分段式注水提高煤体的湿润效果,并确立由外向里的注水方式,增大了煤体的湿润半径和煤体含水率,能有效地降低掘进作业时的粉尘浓度。