煤层气裸眼洞穴完井造成的应力集中带与煤粉产出的关系

通过对煤层气洞穴完井周围应力分布特征分析,基于弹性理论基础,建立了极限平衡方程,进而推出因造穴而产生的应力集中带峰值点至洞穴壁的距离R。从材料力学理论和施工作业统计观测实据出发,解释了煤层气洞穴井中应力集中带R值与煤粉产出量之间的关系:即同等地质环境下,煤层气开采地质参数若无大的差异时,则煤层气裸眼洞穴完井煤粉产出量的多少与应力集中峰值点距井壁值R的绝对值大小呈正相关关系。由此证实了"应力状态改变导致煤基质破裂是煤粉产生的可能原因",该认识对于煤层气工业生产具有一定的实际意义。

适用于煤层的新型完井技术——裸眼洞穴完井技术

对煤层气开发中所应用的裸眼洞穴完井技术的作用机理进行了分析，给出了洞穴周围地层的应力分布状态，引出了几个相关的公式，对洞穴完井的应用提出了几个有益的建议。

煤层气井裸眼洞穴完井机理数值模拟研究

基于UDEC软件建立了煤层气井注入气体增压过程的离散元数值模型,结合离散元理论对数值模型进行分析,并利用室内实验对煤岩的力学参数进行了测定。结合煤岩储层中存在的两种天然裂缝形态——面割理和端割理模拟并分析不同地应力条件下,注入气体增压过程中井筒周围煤岩有效应力、孔隙压力和节点位移矢量分布。研究表明,煤岩的特殊结构(割理系统)对储层流体的运移和基质变形有一定的影响。流体的运移速率在面割理和端割理方向会引起应力的集中和分散,进而产生应力梯度,有利于剪切破坏的发生。在各向异性应力储层中,煤层更容易产生破裂和坍塌。煤岩内节点的位移矢量分布间接地反映了注气增压过程中不同注入压力下煤岩张性裂缝的发展趋势。

煤层甲烷勘探开发新技术

在超压、高渗透San Juan盆地富气区,研究人员发现裸眼洞穴完井的井产量大大地超过了常规下套管井和压裂完井的井。裸眼洞穴完井是通过高压和高速把水气混和物反复注入煤层,再迅速降压促使崩落的煤进入井眼,使井眼半径增大几英尺或更大。除了加大井眼尺寸的有益之处外。