准噶尔盆地白家海凸起深部含煤层气系统储层组合特征

准噶尔盆地东部白家海凸起发育较稳定的侏罗系煤层,埋深大于1 500 m。以往该区西山窑组和八道湾组煤层气试采取得了较好的效果,显示了白家海凸起深层煤层气具有较好的勘探前景。由于区内以常规油气开发为主,丰富的煤层气资源有待勘探开发。基于此,分析了区内侏罗系深部煤层赋存特征、热演化程度、煤层含气量及煤层顶底围岩等成藏地质条件,认为西山窑组煤层气为独立含煤层气系统,八道湾组煤层及其顶底砂岩组合为统一含煤层气系统。八道湾组源内型、源外型含煤层气系统成藏条件优越,煤层气及煤系砂岩气资源丰富,具有较大的共采潜力。

松辽盆地东缘晚期中生代一个新的重要含煤层位

叙述了松辽盆地东缘早白垩世早期营城组之上的一个新的重要含煤层位。有植物化石30属60种,未发现原始被子植物化石。此含煤层位代表松辽盆地东缘一个重要成煤期,应建立一个新地层单位——大羊草沟组,其时代为早白垩世早期。

含煤层地质环境下地震波场的数值模拟

本文对含低速煤层地质环境下弹性波场多波多分量地震资料进行厂二维数值模拟研究，对人工边界反射进行了有效处理，频散效应得到了有效的压制，对几种不同激发与观测排列方式下（地面激发、低速煤层中激发以及地面观测与VSP观测）的弹性波资料进行了模型计算与分析．结果表明：低速煤层中激发时，由于煤层上下项底板介质的高速特性，其反射极性相反，在VSP地震记录上会出现煤层段记录到的波场相长干涉现象．振幅放大；地面地震记录上会出现”亮点”现象．地面激发时，地震记录上会出现“暗点”现象．而且，VSP与地面记录上，低速层中干涉后的波场与反射彼场波形展党，且存在频散效应，这些特征可能是低速煤层在地面或VSP观测地震记录上的重要指示信息，值得进一步研究与应用．

滇东老厂矿区多层叠置独立含煤层气系统

滇东煤田煤炭资源丰富,主要含煤地层为龙潭组,煤层厚度适中,埋藏适宜,煤层气含量高。从沉积、构造、煤层煤质、煤储层特征等方面对滇东煤田煤炭资源较好的老厂煤矿煤层气赋存地质条件进行分析。研究表明:老厂矿区龙潭组第三段是多层叠置含煤层气独立系统,是沉积—水文—构造条件耦合控气作用的产物。含煤地层的层序格架特点奠定了多层叠置独立含煤层气系统的地质基础,每套独立含煤层气系统分别被限定在对应的二级层序格架内;含煤地层与上覆、下伏含水层之间缺乏水力联系,含煤地层内部不同岩层(组合)之间相互封闭,这些条件构成了多层叠置含气系统的水文地质基础。老厂煤矿煤层气由四个含煤层气系统组成,各系统间相互独立,其岩性分段具备完整的生储盖层,形成了一多层叠置独立含煤层气系统。

多层叠置含煤层气系统成藏模拟技术及实例研究

在前人研究成果基础上,开发了多层叠置含煤层气系统成藏演化史数值模拟软件,并利用该软件对贵州织纳煤田水公河向斜多层叠置含煤层气系统进行了试算。研究结果表明,软件计算结果能够较好的反映煤层气成藏演化历程。通过研究获得的计算机软件和多层叠置含煤层气系统成藏模拟技术方法有助于复杂条件下煤层气成藏过程的研究,并为其勘探开发提供科学依据。

准噶尔盆地南缘沉积控制下含煤层气系统构成研究

为了研究沉积环境演变对准噶尔盆地南缘西山窑组含煤层气系统的控制,运用钻井、测录井、露头等资料并辅以扫描电镜、图像粒度等精细分析方法,对煤层气系统进行了划分,并对其沉积演化过程进行了研究。研究结果表明:研究区可识别出5种沉积微相的砂体,隔水阻气能力呈"分流河道<决口扇和滩坝<天然堤和滨浅湖",并划分了单井垂向含煤层气系统; SQ4—SQ5时期,湖平面升高致使湖泊相发育面积扩大,聚煤作用减弱并主要集中在SQ4的TST、LST阶段,煤层发育、含气特征呈现出东西差异并与平面上沉积相展布特征相符;开发时需根据围岩的封隔性厘定含煤层气系统,根据系统特征选择适合的开发方法,同时注意规避垂向节理发育的砂岩含水层及开发层系组合。

EH4静态校正相位法在云南某矿区圈定含煤层位的应用

含煤层位与围岩存在电阻率差异,可以用高频大地电磁法(EH4)来圈定含煤层位,但是数据会受到静态效应的影响.通过在云南某矿区进行了试验研究,并采用了相位法对数据进行处理,克服了静态效应影响,结果与地质资料相吻合,成功地圈定含煤层位,获得了较好的效果.

鄂尔多斯盆地神府地区含煤层气系统特征

为指导神府地区上古生界煤系天然气共探合采,综合应用岩心、测井及生产动态等资料,对煤层气及煤系砂岩气成藏地质条件展开系统研究,划分含煤层气系统并分析其成藏模式。结果表明:神府地区稳定的构造背景和优越的沉积环境为煤系天然气成藏奠定了良好的源-储-盖条件。受区域性低渗透泥质岩层阻隔,区内上古生界煤系地层可划分为8+9#煤-本1段、太2段砂岩下含煤层气系统和4+5#煤-太1段、山2段砂岩上含煤层气系统2套叠置含煤层气系统,西部深陷带中南部是含煤层气系统内煤层气与煤系砂岩气的合采有利区。

高密度视电阻率法在含煤层探测方面的应用

基于高密度视电阻率法快速高效、信息丰富、成本低廉等特点,选择施伦贝尔装置探测地下含煤层。结合不同岩(矿)石和已知断裂构造电性特征分析,推断104线10~23m深度存在小型充水溶蚀构造,含煤层分布于110线137.5~142.5测段和116线高阻区域,为完整灰岩。通过钻探施工,在ZK01钻孔11.1~21.5m发现蜂窝状溶蚀构造;ZK02号钻孔中见含煤层,全孔岩石破碎无岩芯;ZK03钻孔1.3~38m为完整灰岩。3个钻孔结果与推断认识基本吻合,从侧面说明了高密度视电阻率法在灰岩地区寻找隐伏含煤层,为后期钻孔布设提供了重要的依据。

含煤层采空等不良地质的大断面软岩隧道施工技术

以庆兴隧道进口施工为例,介绍含煤层采空等不良地质的大断面软岩隧道施工处理技术,为同类隧道施工提供借鉴经验。

含夹矸煤层条件下采煤机螺旋滚筒优化设计

采煤机截割夹矸煤层时,螺旋滚筒易失效。为提高螺旋滚筒的可靠性,基于刚柔耦合技术、灵敏度设计理论和相关失效性理论进行优化设计;基于破煤机理,对螺旋滚筒的瞬时负载进行数值模拟,建立采煤机刚柔耦合虚拟样机联合仿真模型,通过刚柔耦合虚拟样机仿真获得螺旋滚筒的薄弱区域、应力和振动性能指标;结合可靠性灵敏度理论,分析了关键零件的应力可靠度、振幅可靠度及其动态与渐变灵敏度结果;基于相关失效性理论,得到了螺旋滚筒相关多失效模式可靠度及螺旋滚筒设计变量的可靠性灵敏度,建立改进遗传算法对螺旋滚筒进行可靠性优化设计。结果表明,滚筒综合可靠度由0.888 5提高到0.977 5。优化后的螺旋滚筒设计变量灵敏度绝对值均降低,综合可靠性得到提升。将刚柔耦合技术、可靠性灵敏度设计理论和相关失效性理论相结合,提出一种适用于含夹矸煤层的采煤机螺旋滚筒优化设计方法,为设计高效螺旋滚筒提供了一种有效途径。

多元逐步回归分析法在煤层含气量预测中的应用——以胡家河井田4号煤层为例

煤层含气量是煤层气选区评价的重要指标,也是煤层气储量计算的重要参数。本文以胡家河井田4号煤层为例,依据井田煤层气井钻孔测试资料,通过进行单因素分析从诸多影响含气量因素中筛选出主控因素,优选运用多元逐步回归法结合主控因素建立了4号煤层含气量的预测模型,结果表明,胡家河4号煤层含气量主导收到煤层埋深和煤层厚度的影响,经计算其预测值与实测值基本相符,为研究区煤层气资源评价和开发选区提供了重要的指导。

含夹矸煤层CO_(2)气相压裂瓦斯治理技术

吉宁矿山西组2号煤层为典型的复杂低渗突出煤层,2201工作面存在瓦斯含量高、煤层松软、透气性低、存在厚夹矸的复杂情况,表现为采前难抽,采中涌出大的特点。为解决上述难题,在掘进工作面实施CO_(2)气相压裂强化造缝、卸压增透技术,通过对瓦斯抽采数据和掘进效果的分析,得出气相压裂孔瓦斯参数随抽采时间增加,表现出“稳定型”和“增高型”演化规律。气相压裂孔的百米瓦斯抽采纯流量0.11~0.22 m^(3)/min,与前期密集钻孔措施的0.018 m^(3)/min相比,提高了5.1~11.2倍。185 MPa的高压力CO_(2)气相压裂技术适配于该煤层地质条件,能够有效沟通煤中解吸-扩散-渗流多尺度通道,瓦斯抽采参数稳定且高效。

含夹矸厚煤层地面定向钻预注浆围岩改性及巷道支护技术研究

为解决复杂地质条件下,巷道掘进期间施工难,工序复杂等问题,以淮北矿业信湖煤矿818里机巷为工程背景,提出了利用地面定向钻预注浆技术对巷道围岩进行掘前治理的方案,运用FLAC^(3D)软件模拟了注浆前、后巷道开挖后围岩变形特征,并在现场注浆试验后,通过钻孔窥视的手段,观察了浆液在围岩中的扩散情况;结合巷道的地质条件及施工特点,确定了夹矸顶板巷道的支护形式,并对注浆区域与非注浆区域进行长期持续性的矿压监测。结果显示:同一支护形式下,治理区域相较于非治理区域,两帮移近量和顶板下沉量分别降低了31.82%、36.77%,证明了地面定向钻预注浆围岩改性技术,对加强围岩自承载性能,提高巷道稳定性具有良好效果。

含矸煤层煤壁稳定性夹矸厚度效应研究

为了解夹矸厚度对含矸煤层煤壁稳定性的影响,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,推导出夹矸层剪切破坏力学模型,进而建立含矸煤层煤壁稳定性数值模型,分析不同夹矸厚度下的煤壁前方水平位移、垂直应力的空间分布特征。结果表明:煤壁前方产生失稳影响区主要位于夹矸层周围,形成以夹矸层为中心的凸出区域;夹矸厚度较小时,夹矸层呈现出多块体联合破坏形态,而夹矸厚度较大时,夹矸层出现单块体逐个破断现象;力学分析得知:夹矸层破坏面发生剪切破坏的危险系数随着夹矸厚度的增大而逐渐减小,数值模拟结果与理论分析一致。

含夹矸煤层水力割缝瓦斯抽采技术研究及应用

为研究水力割缝强化瓦斯抽采技术在含夹矸煤层中的应用,通过理论分析得出,与普通钻孔相比,水力割缝钻孔可通过增加煤层渗透率、煤体暴露面积、瓦斯流动通道3个方面强化瓦斯抽采,并建立了考虑孔隙率和渗透率变化的煤层瓦斯流动控制方程。以东庞矿21218工作面为工程背景,采用COMSOL数值模拟软件建立了含夹矸煤层水力割缝瓦斯抽采数值模型,通过对煤层瓦斯流动控制方程进行解算,研究了不同割缝高度、不同钻孔间距条件下,水力割缝瓦斯抽采钻孔的瓦斯压力分布规律,从而确定了上煤层割缝0.3 m、下煤层割缝0.1 m、钻孔间距7.5 m的水力割缝瓦斯抽采钻孔施工参数。基于上述参数,在东庞矿21218工作面现场施工28组、每组7个水力割缝钻孔,对含夹矸煤层瓦斯进行抽采作业,结果表明:与普通钻孔相比,水力割缝钻孔的每百米巷道施工工程量减少了28.51%,瓦斯抽采纯量由11.53万m^(3)提升至21.43万m^(3),增幅为85.86%,巷道掘进期间掘进工作面平均瓦斯体积分数由0.06%降至0.01%,瓦斯抽采效果好,且有效提高了瓦斯抽采效率。

基于机器学习的煤层含气量测井评价方法--以沁水盆地柿庄南区块为例

由于煤层含气量受控因素多且成因机理复杂,其评价的准确性和泛化性问题一直是研究的热点与难点。为了提高煤层含气量评价的准确性和泛化性,基于沁水盆地柿庄南区块的测井资料、煤心分析资料、排采生产数据等,将地球物理测井数据作为输入,利用BP神经网络、支持向量机及随机森林3种机器学习方法,对训练集数据采用交叉验证与网格寻优方法确定各机器学习模型超参数,得到煤层含气量评价模型。引入盲井验证模型,对比了3种机器学习方法的优缺点和适用条件。结果表明,应用此3种机器学习方法能有效评价煤层含气量,随机森林模型在此区块应用效果最好,该模型能有效评价煤层含气量,为今后此方法的应用提供了选择依据,同时也提高了模型的泛化能力;进一步对沁水盆地柿庄南区块3号煤层开发井进行含气量评价预测,并将预测结果与实际排采生产数据进行对比,发现二者误差较小。研究结果对煤层气勘探开发、“甜点”找寻具有指导意义,实际应用价值突出。

博文盆地M煤层气田含气量主控因素分析及预测

精准预测煤层含气量是煤层气资源量评价及开发方案制定的关键之一,传统预测方法应用范围有限且预测误差较大。为了进一步提高含气量预测精度,以博文盆地M煤层气田GM煤层为研究对象,基于皮尔逊相关分析法对含气量主控因素进行定量分析,优选出了9个煤层含气量影响主控因素,提出基于高斯过程回归、支持向量机及集成装袋树等机器学习算法的煤层含气量预测模型,对比分析各方法优缺点,进而优选出最佳的含气量预测模型。研究结果表明:高斯过程回归精确度最高,预测结果平均相对误差为4.5%,适用于本气田煤层气的含气量预测;支持向量机泛化能力强,但是超平面的绝对化导致预测精度降低;集成装袋树并不侧重于训练数据集中的任何特定实例,对于噪声数据其基本不受过分拟合的影响。

沁水盆地郑庄区块残存煤层气的埋深和构造综合控气模式分析

煤层含气量是影响煤层气勘探开发的重要条件.实际生产中,煤储层地质条件十分复杂,含气量往往受多个因素综合控制.以沁水盆地郑庄区块3^(#)煤层为研究对象,分析其含气量分布特征及控气地质因素,得到以下结论:郑庄区块煤层含气量较高,其分布特征受煤层埋深和构造条件综合作用;在构造条件不发育地区,煤层埋深通过改变储层温度和压力控制煤层气的产生和保存,随着埋深增加,煤层含气量先增加后降低,逐渐由强压力敏感性转变为强温度敏感性;在构造发育区域,煤层含气量受埋深和构造条件综合作用,构造条件通过改变煤层埋深和储层封闭能力引起煤层气的运移逸散,褶皱和断层作用改变煤层埋深,为煤层气运移提供驱动力,伴生的节理是煤层气的运移通道,其走向和密度控制煤层气的运移方向和程度,运移目标区的埋深等储层特征影响煤层气的最终保存.

黔西比德——三塘盆地多层叠置独立含煤层气系统发育规律与控制机理

在多煤层含煤地层中,往往形成垂向上叠置发育的多个独立含煤层气系统,严重影响了多煤层合排效果。以黔西比德—三塘盆地为对象,运用含气量梯度和压力系数的变异系数定量表征独立含气系统的发育程度,揭示其平面分布规律,并从构造、沉积、水文等3个方面综合分析其地质控制因素。研究认为:研究区周缘主干断裂以及由此形成的三角形构造控制了区内应力应变特点和聚煤作用,由西缘断裂带向盆地内部应力应变逐渐减弱,煤层厚度和稳定性逐渐增加,泥岩顶板渐趋发育;沉积相带呈NE向展布,并随着海水作用的增强,由西向东沉积特征发生规律性变化,砂泥比降低,沉积旋回渐趋发育,并易于形成黄铁矿、高岭石等成岩矿物充填孔隙;地下水总体由NW向SE方向径流,流动过程中渗流阻力增大,滞留程度增加。在构造、沉积、水文的耦合控制之下,独立含气系统由盆地NW向SE方向渐趋发育。依此进行了叠置含气系统发育程度分区,勘探开发实践在一定程度上佐证了分区的客观性。