川南煤田古叙矿区复杂地层泥浆研究与应用

川南煤田古叙矿区构造上位于四川前陆盆地南缘叙永-筠连叠加褶皱带,由古蔺复式背斜和若干次级褶曲组成,受构造地质作用的影响,断裂发育,岩层局部直立、部分倒转,地层岩石破碎。矿区浅部发育裂隙溶洞,岩石破碎,钻孔漏失,深部煤系地层松散,钻孔垮塌,导致卡钻、烧钻和埋钻等孔内事故频发,钻探效率低,甚至出现钻孔报废,严重影响矿区的勘探进度。针对上述钻探技术难题,经过一系列的研究和泥浆实验,探索出了适用于该矿区复杂地层钻探的泥浆,现场应用效果较好,有利保障了该矿区钻探工作的实施。

川南古叙矿区观文矿段导水裂隙发育规律数值模拟

为研究古叙矿区导水裂隙发育规律,文章以观文煤矿12624工作面为背景,采用离散元数值模拟方法分析了开采过程中应力、位移和导水裂隙的动态演化过程。结果表明:导水裂隙高度随工作面推进长度增大且动态变化,存在裂隙“闭合”现象,泥岩和砂岩互层会抑制其发育速度,强度较高的砂岩地层形成稳定的“拱形”结构导致导水裂隙高度趋于稳定,最大高度为35.5 m,对应裂采比为25.4,与经验公式结果基本相符。

川南煤田古叙矿区钻探技术难点与对策

川南煤田古叙矿区地质条件复杂,煤系地层厚度大,煤层松散,溶洞裂隙发育,钻探过程中存在孔壁失稳垮塌、钻孔漏失等技术难点。对此,综合考虑地质条件和溶洞发育情况,优化了钻孔结构;根据煤系地层岩石性质,采用聚合物防塌冲洗液钻进,防止泥岩水化膨胀,保持孔壁稳定;根据钻探过程中不同类型的漏失,采用惰性材料封堵孔隙性漏失,采用桥接堵漏浆液封堵裂缝性漏失,采用速凝水泥浆液封堵溶洞性漏失。将上述技术对策在矿区ZK3003孔进行了现场试验,实现了优质、高效、安全钻进,对该矿区的钻探施工具有较强的指导和借鉴作用。

川南古叙矿区观文矿段水害类型及防治对策

针对川南古叙矿区观文矿段存在的矿井水害问题,在梳理观文煤矿地质及水文地质条件的基础上,分析了各含水层地下水对煤层开采的影响;以充水水源空间位置及水害形成条件为标准,将矿区内水害类型分为大气降水、老窑及采空区积水、煤层顶板水、煤层底板水与构造水5大类及可能的离层水害。针对不同类型水害对矿井的威胁程度及防治难易程度,提出了适合观文煤矿复合水害的防治水对策。

四川古叙矿区大村矿段煤层气煤储层特征及改造效果

四川省南部（川南）煤田古叙矿区大村矿段煤层气勘探开发3年来，完成了参数井施工测试、测井及固井等工程，开展了媒储层研究和压裂改造试验。改造后，DD-1井、DD-2井、DCMT-3井产气量均达到甚至超过了500～1000m^3／d的工业产能指标，表明该区煤层气地面抽采试验获得了重大突破。这是在我国南方大倾角、低—特低渗透率、薄煤层、高煤阶情况下取得的成功，意义重大!为此，从煤层气试验井网储层特征入手，分析该区煤层气开发的优势与劣势，科学合理地总结了射孔压裂排采方案在川南地区勘探开发煤层气的经验和不足，提出加快勘探试验步伐和扩大试验区、引进先进适用的勘探新技术等建议，以确保四川省煤层气成功进行规模化、商业化开发。

川南古叙矿区煤层气资源有利区优选

川南煤田二叠系龙潭组是重要的含煤层系,也是煤层气的主要赋存层段。古叙矿区是川南地区煤矿主要产区,煤层气资源丰富,在大村矿段已实现工业开采,其他矿段尚处勘探阶段。依托区域矿产地质调查,在分析区域煤层展布特征基础上,优选区域分布稳定的煤层C25、C23、C19、C17、C11为古叙矿区煤层气勘探目的层段。目的层段普遍具有有机质组分含量高、灰分含量中-高、内生裂隙发育、含气性高的特征,煤层累计厚度呈东厚西薄展布。以煤层厚度、构造条件、埋藏深度为主要评价指标,优选出大村矿段、石宝矿段为煤层气富集有利区,观沙矿段观文井田、古蔺矿段石屏-象顶井田及河坝矿段白头沟地区为煤层气富集较有利区。

川南煤田古叙矿区大村勘查区复杂地层钻探施工技术

川南煤田古叙矿区大村勘查区溶洞、溶隙发育,煤层垮塌,加之瓦斯压力测试、煤层气试井对孔壁的破坏,施工难度大。为了解决上述钻探施工难题,从钻孔结构设计、钻头选型、钻井液使用、套管使用等方面入手,采取相适应的施工工艺及技术措施,取得了较好的效果,保证了该地区钻探施工的顺利实施。

古叙矿区煤层气成藏开采地质条件分析评价

通过研究古叙矿区煤层气成藏性和可采性,揭示了影响该矿区煤层气成藏、开采的地质条件,并对其进行了相应评价。煤的演化程度、煤层厚度、煤层埋深、围岩封盖性能及断裂构造是影响成藏性的主要地质条件,煤层渗透率、等温吸附特征及含气饱和度是影响可采性的主要地质条件。综合分析古叙矿区的地质条件,结论是该矿区地质条件有利于煤层气的成藏和开发。

川南煤田古叙矿区含煤地层格架及聚煤作用

四川省古叙矿区晚二叠世龙潭组为一套海陆交替相含煤地层,根据勘查地质资料通过层序地层学和聚煤作用研究,根据区域性不整合面、河流下切谷充填砂岩底部冲刷面、石灰岩的旋回性及最大延伸范围等划分为2个三级层序及相应的低位、海侵及高位体系域。成煤的沉积体系主要为潮坪-三角洲体系,层序地层格架对煤层的发育、分布及含煤性具有明显的控制作用,厚度较大、展布范围较广的煤层主要分布在海侵体系域的中下部、高位体系域中下部及低位体系域的上部。层序Ⅰ的含煤性最好,层序Ⅱ次之。

川南古叙矿区河坝矿段主要煤层厚度变化及其控制因素

川南煤田古叙矿区河坝矿段龙潭组含主要可采煤层C11和C25,为了查清煤层赋存规律及影响因素,选取区内85个钻孔数据进行分析。C11煤层形成于三角洲平原上泥炭沼泽环境,煤层层位发育稳定,为中厚煤层,属基本全区可采煤层,在河坝向斜南翼厚度大于北翼,煤层较厚的区域主要集中在北翼西部的5-13号线和南翼的1-85号线,煤层厚度变化还受地质构造和后期冲刷作用的影响;C25煤层形成于残积平原泥炭沼泽环境,同时受沉积基底起伏影响,煤层厚度变化较大。

川南古叙矿区某矿水质特征及对岩溶发育的影响

川南古叙矿区某矿在基建过程中多次揭露大型导水陷落柱或溶洞,导致突水事故。该矿煤系地层底板为茅口组灰岩,岩溶发育,富水性强,为煤层的直接充水含水层。依据地表水和地下水的水质特征,结合连通试验,分析了矿区地表水和地下水的补给关系,并讨论了地下水水质的成因及其对茅口组灰岩岩溶发育的影响。结果表明,地表水水质为含可溶性固体少的HCO3-Ca型水,呈中性—弱碱性;地下水水质以含可溶性固体少的SO4·HCO3-Ca型水为主,呈酸性—中性,次为含可溶性固体少的SO4-Ca型水。地表水与地下水相互补给,呈酸性的地下水水质源于硫铁矿层的溶解和氧化,对茅口组灰岩岩溶发育有强烈的促进作用。此结果对防治矿井水害具有一定的指导意义。

古叙矿区煤体及其组合的测井曲线识别技术

不同测井曲线对于煤体结构识别具有多解性。为提高判识精度,通过对古叙矿区石宝矿段煤储层特征和常规测井响应特征分析,提取了对煤体结构反应敏感的8条测井曲线,包括自然伽马、井径Ⅰ、井径Ⅱ、深侧向电阻率、浅侧向电阻率、补偿密度、补偿中子、补偿声波,采用BP(back propagation)神经网络算法,通过MTALAB软件,建立了神经元数量为100、训练函数为TRAINLM,适应学习函数为LEARNGDM、误差分析为MSE的二层BP神经网络煤体结构定量识别模型,预测结果与矿区其他井岩心进行对比,结果表明,基于BP神经网络的煤体结构测井识别方法精确度达89%,效果好于传统的测井判识方法。

四川古叙矿区石屏煤矿C19煤层煤质及煤中元素分布特征

本文在对以往煤田地质资料分析的基础上,选取古叙矿区石屏煤矿主要可采的C19煤层垂向剖面进行采样测试,对石屏煤矿C19煤层的煤质变化和微量元素分布特征进行详细分析,C19煤层属低灰-中灰、特低挥发分、特低硫无烟煤,该煤层的灰成分指数较高,且灰成分中以酸性氧化物为主,反映成煤环境属弱还原性,属轻稀土富集类型。煤中Ta和Nb含量异常高,分别为中国煤中Ta和Nb含量均值的6.18和4.18倍,该煤层中稀土元素及Ta、Nb异常富集,具有下一步综合勘查开发的潜力。

四川古叙矿区煤层气排采设备优化研究

排采设备的选择是影响煤层气井排采效果的重要因素。目前国内普遍采用的排采设备有抽油机、螺杆泵和电潜泵,这些设备大多是从油田上移植过来,在选择上往往根据经验决定,存在着设备效率低、型号普遍偏大,投资成本偏高等问题。在分析排采设备的适应性及影响因素的基础上,结合古叙矿区实际地质条件、工程参数、产水情况等,利用层次分析法进行了排采设备的优选研究,并结合正在排采的5口井的生产经验,优选出古叙矿区最佳排采方式为抽油机;同时,通过综合考虑静载荷、动载荷、摩擦载荷的影响,对不同情况下的抽油机设备型号进行了优化。研究推荐,即当井深≤550 m时,选择CYJ3型抽油机;当井深在550~750 m时,选择CYJ4型抽油机,当井深≥750 m时,选择CYJ5型。并建议选择Φ32 mm或Φ38 mm管式泵进行排采。研究成果可为今后古叙矿区及类似地区的煤层气排采设备选择提供一定的技术支撑。

古叙矿区龙潭组煤层气开发方式研究

针对古叙矿区煤层气工作进展缓慢,未实现商业化抽采的现状,对古叙矿区地质情况进行了分析,对薄煤层群及构造煤的煤层气开发方式进行了深入研究。提出在薄煤层群可采取多煤层合采的方式、在构造煤可采用纳米膜新型压裂液扩孔的方式,来提高古叙矿区煤层(系)气抽采效果的技术路线。认为古叙矿区煤层(系)气具有良好的开发前景,可规模化开发。

瞬变电磁在古叙矿区岩溶探测中的应用

在研究古叙煤田的水文地质特点后，对瞬变电磁法进行充分地试验研究后得出采集参数，发现岩溶的高电压低电阻解释特征，据此对古叙煤田岩溶进行解释，为煤矿防治水提供基础地质资料。并以对岩溶勘探为例，阐明瞬变电磁法在岩溶勘查中的应用例子。

古叙矿区沿空护巷技术探索及应用

古叙矿区石屏一矿、宏达煤矿分别在突出矿井缓倾斜薄及中厚煤层综采、机采工作面,采用石墙落巷[1]架设金属梯形棚支架联合支护实行沿空护巷技术探索及应用实践。采用该技术不仅提高了矿井回采率,降低掘进工程量,缩短采面准备时间,缓解矿井采掘接替与治灾矛盾,还避免了留设煤柱区矿压集中可能导致的煤与瓦斯突出威胁,为矿井实现安全生产、高效生产创造了条件,对矿区及相似开采条件煤矿沿空护巷具有一定指导意义。

古叙煤矿区石宝矿段龙潭煤系地层沉积环境及成煤条件分析

古叙煤矿区石宝矿段龙潭煤系地层主要为龙潭组处于扬子地台东南边缘海陆交界地带,厚度76.25~105.62 m,含煤11~24层,煤层总厚度8.44~27.15 m,可采煤层8层。根据岩性、岩相等,可将煤层从上到下可分为3段,上段为较闭塞海湾沉积环境,因海进海退及灾害频繁,产煤量少,仅C 13、C 14、C 15可采;中段为较闭塞海湾—潮坪沉积环境,因构造活动趋于平稳,成煤厚度较大,C 17、C 20、C 23、C 24煤层接近,基本全区可采;下段为障壁岛—泻湖沉积环境,因地裂运动,可采区仅C 25层。三段厚度差异较大,反映了二叠纪晚期地裂运动对该地区影响较大,沉积环境差异是本区成煤条件的主要控制因素。

川南煤田古叙矿区DC-5井上二叠统龙潭组煤层甲烷吸附性及其主控因素

煤层甲烷吸附性研究对于指导煤层气勘探开发以及揭示煤层储气机理具有重要作用。通过钻井取样、煤岩-煤质特性分析以及甲烷等温吸附实验,研究了川南煤田古叙矿区龙潭组不同深度煤层的煤质特征与甲烷吸附性差异,运用多元线性逐步回归方法分析了影响煤层甲烷吸附能力的主要因素。结果表明:古叙矿区龙潭组煤镜质组最大反射率RO,max值为2.83%~3.22%,属于高阶煤;显微组分以镜质组为主,惰质组次之,不含壳质组,无机矿物以黏土类为主;不同煤层的水分含量和挥发份产率差别不大,但是灰分产率和固定碳含量差别较大,导致朗格缪尔体积变化在11.39~25.06 m^3/t之间。认为固定碳含量是影响古叙矿区煤层甲烷吸附能力的主要因素,且固定碳含量与朗格缪尔体积呈正相关关系。