整合压汞、N_(2)和CO_(2)吸附的中−高阶煤多重分形特征

煤储层孔隙结构多重分形特征控制着煤层气的运移和可持续产出,直接决定了煤层气的开采效率,对煤层气开采具有重要意义。为了研究中−高阶煤孔隙结构多重分形特征及其在煤化作用过程中的演化趋势,针对取自沁水煤田生产矿井的中−高阶煤样,整合高压压汞、低温氮气吸附实验和二氧化碳吸附实验,结合多重分形理论,表征并探究了中−高阶煤储层宏孔(>50 nm)、介孔(2~50 nm)和微孔(<2 nm)的多重分形特征在煤化作用过程中的演化趋势及其影响因素。结果表明,中−高阶煤宏孔、介孔和微孔的广义维数谱(D_(q)−q)和多重分形奇异谱(f(α)−α)均满足多重分形特征,这意味着中−高阶煤宏孔、介孔和微孔均表现出多重分形行为。相对于宏孔和介孔,微孔表现出更大的奇异性指数α_(0)和谱宽(ΔD)与较小的赫斯特指数(Hurst,H),即微孔具有更强的非均质性和更差的孔隙连通性。煤化作用促进了煤中大分子的聚合,使煤储层由宏孔优势型和宏孔−微孔并存型储层转变为更为致密的微孔优势型储层,煤中不同尺度孔隙孔径分布趋于均质化,导致中−高阶煤储层孔隙结构均质性的增强和孔隙连通性的改善。宏孔和微孔体积分数对其相应孔径范围内孔隙结构非均质性分别存在积极和消极的影响,而介孔体积分数并不是介孔孔隙孔径分布非均质性的有效约束。镜质组和惰质组对孔隙孔径分布非均质性表现出相反的影响,镜惰比(V/I)与H之间存在正相关性,与α_(0)之间呈负相关性,富镜质组煤发育更多的微孔从而表现出更强的孔隙结构均质性和较好的孔隙连通性。

岳城井田3号煤储层物性特征研究

煤储层物性特征是影响煤层气开发效果的重要方面和研究重点,以沁水煤田东南部岳城井田为工程背景,基于井田煤与煤层气地质、勘探开发及相关测试资料,采用煤层气地质理论及数理统计方法对井田3号煤储层物性特征进行研究。研究结果表明:岳城井田3号煤层为结构简单、破坏较轻、展布稳定的厚煤层;煤层的“生、储、盖”条件较好且地处甲烷带,煤层气含量及甲烷含量普遍较高;煤层孔裂隙系统发育且连通性好,渗透率高;煤储层压力及压力梯度值较低、能量弱,为低压(欠压)煤储层;煤对煤层气具有很强的吸附能力、吸附量大,具有良好的煤层气储集空间。

山西沁水煤层气田煤层气成藏条件分析

沁水煤层气田单层煤层厚,分布在1～12m之间,一般大于6m,热演化程度高,R0分布在2.6%～3.7%之间,含气量大于14m3/t,煤层气资源丰富。煤层气组分和碳同位素组成特征表明沁水煤层气田热成因的煤层气在煤层中经历了解析-扩散-运移等作用,在构造高部位富集成藏,成藏期后的煤层气藏保存条件好,在上述3个因素的作用下,使得沁水煤层气田煤层气成藏条件较好,富含煤层气资源。

用地震资料预测煤层气储层参数的方法初探

通过分析沁水煤田的地震地质条件 ,利用井信息结合地震资料 ,得出该区煤层气储层的特征与规律 ;利用数学地质知识的统计分析、回归分析 ,讨论了煤层气储层参数 (煤层厚度、孔隙度及含气量 )

沁水煤层气田樊庄区块煤层气开发经济评价

煤层气藏与常规天然气藏相比 ,在成藏条件、高产富集规律、开采方式等方面都有其独特性。中国石油开展煤层气勘探及相关研究工作 10余年 ,通过对目标区优选及前期抽排试验 ,证实沁水煤层气田资源丰富。本文就该煤层气田地理环境、资源概况、基本地质特征、开发工艺技术、开发方案优选以及市场需求等进行了论述 ;通过对沁水煤层气田樊庄区块进行经济评价 ,得出结论

沁水盆地北端中生代构造变形与构造应力场特征

在对沁水盆地北端发育的中生代褶皱、断层和节理等构造研究的基础上，分析并总结了区内的构造变形及构造应力场特征。结果表明：研究区西部构造线以 NE-SW 向为主；东部构造线以近SN或NW-SE向为主；两者之间的构造线方向主要表现为近EW向。研究区内的褶皱、断裂、节理以及水系的发育特征均表明：本区在晚古生代-中生代经历过一期近 SN 向的挤压作用，其最大主应力方位为161°~174°，倾角在10°以内，这期挤压作用可能是对印支期构造活动的响应；此外，在距今165±5 Ma至136 Ma期间，本区可能还经历过一期NW-SE向的挤压作用，其最大主应力方位为152°，倾角1°。

沁水盆地樊庄区块构造对煤层气富集的控制作用

在对樊庄区块褶皱形成力学机制研究基础上,从煤层气藏构造演化史的角度,结合樊庄区块煤层气排采实际资料,建立了沁水盆地樊庄区块三种类型煤层气成藏模式,即原生型、调整型和改造型,其中改造型又可分为原生改造型和调整改造型,旨在研究沁水盆地樊庄区块构造对煤层气富集的控制作用,为认识局部微小构造对煤层气藏的控制作用提供参考。本区煤层气开发实践表明,不同成因的气藏宜采用相应的勘探开发策略。

冲击载荷对无烟煤微观孔隙的作用机理

为了研究冲击载荷对无烟煤微观孔隙的作用机理、提高煤层气的开发效果,以山西沁水煤田成庄矿无烟煤为研究对象,利用霍普金森冲击系统分别对垂直、平行、45°斜交层理方向煤样实施冲击载荷模拟实验,根据冲击载荷前后压汞、低温液氮和电镜扫描测试数据,分析了冲击载荷对无烟煤微观孔隙的作用规律与特点,进一步探究了冲击载荷对无烟煤微观孔隙的作用机理。研究结果表明:①冲击载荷能增大孔径和孔容,改善孔隙结构,提高孔隙连通性,增强瓦斯扩散、渗流与运移速度,并存在冲击载荷的最佳改善效果,不同方向最佳改善效果所对应的冲击载荷大小不同;②最佳改善效果以前的冲击载荷改善孔隙结构及渗透特征,最佳改善效果以后的冲击载荷增加微孔、堵塞中大孔、整体劣化孔隙孔渗特征;③冲击载荷对煤样的破坏模式可以分为两种——一种是始于微晶结构、基于位错塞积效应的破坏模式,另一种是始于宏观孔隙、基于煤基质破碎的破坏模式。结论认为,该研究成果对于进一步认识煤层气产气机理、产气特征及其控制因素具有重要的理论意义,对经济有效地开采煤层气具有现实意义及推广价值。

沁水煤田安泽县上马寨一带石炭-二叠系煤炭资源赋存特征分析

以安泽县上马寨一带石炭二叠含煤岩系特征为例,分析了沁水煤田安泽地区含煤岩系沉积环境、可采煤层厚度、煤质以及该区煤炭资源赋存特征及变化规律,指出了该区煤炭资源丰富,可采煤层分布稳定,煤炭资源开采技术条件良好,对该区煤炭资源的进一步勘查开发工作具有重要的参考意义。

基于地应力场分析提高产气量的测井评价技术——以樊庄煤层气区块为例

针对樊庄地区高阶煤含气量高、产气量低的特点,煤层压裂改造可有效的将井孔与煤层天然裂隙连通起来,从而加快气体解吸速率,地应力场是影响该区煤层气开发效果的重要因素。本文利用地球物理测井技术,总结出一套适用樊庄地质条件和煤层气勘探开发特点的地应力场评价方法,优选煤层气有利开发部署区,为煤层气有利开发区水力压裂施工提供依据,取得了较好的生产效果。

沁水盆地煤层气集输管网粉尘监测分析

煤层气原料气中煤粉颗粒微小、含量较高,易造成管输系统磨损,且严重影响压缩机的运行效率和流量计的计量准确率。为此,合理选取测试取样点,采用滤筒捕集称重方法测得了煤层气原料气中固体粉尘的平均浓度,采用在线检测方法测得了煤层气原料气中固体粉尘浓度的动态变化和粒径分布,采用在线水露点仪和分子筛吸附等方法计算出水蒸气含量和游离水含量,进而分析得知煤层气原料气中固体粉尘的基本成分,计算出了固体粉尘颗粒物的平均分子量和密度,掌握各采气区块的气体含杂质状况。利用现场调研、方案设计、现场试验和数据综合分析的方法,可获得小型煤层气集输管线系统中固体粉尘和水含量的运移规律,了解阀组个体的工况状态和集气场站的运行状况,有助于对存在的问题制订出针对性的措施。该成果对沁水盆地煤层气集输管网平稳高效运行具有指导意义。

赵庄井田煤层气成藏条件研究

煤层气成藏条件研究是有效划分成藏类型或含气系统,煤层气富集高渗有利区预测、评价及优选的关键基础工作。基于赵庄井田煤层气地质条件及相关测试资料,借鉴前人研究成果,从煤生烃、煤层气储集和煤层气封盖保存条件等方面对赵庄井田煤层气成藏条件进行了研究。研究结果表明:煤中丰富的生烃物质在良好的生烃动力作用下,提高了生烃率和生烃量,为煤层气成藏提供了基础条件;煤变质程度高,促使煤中微小孔隙发育,煤层气储集能力增强和储集空间增大,有利于煤层气大量储存和富集;煤层埋深、围岩特性、构造及地下水径流等地质条件的有机匹配,为煤层气成藏提供了良好的封盖保存条件,是煤层气成藏的关键因素。

沁水煤田赵家窑勘探区瓦斯分布异常现象研究

探讨了沁水煤田赵家窑勘探区瓦斯分布异常现象产生的原因。瓦斯分布含量和浓度与断层的性质、褶皱的向北斜部位、煤层的顶板岩性和煤层的埋藏深度有关。对该区瓦斯分布异常现象的因果关系进行了研究。

沁水煤田余吾井田山西组3号煤层稳定性评价及煤厚控制因素探讨

余吾井田位于沁水煤田潞安矿区中部,为潞安矿区重要矿井,主要开采二叠系山西组3号煤层。本文依据井田地质钻探、测井资料,对余吾井田二叠系山西组3煤层稳定性开展定性与定量分析。在此基础上,对井田内山西组3号煤层沉积因素及煤厚成因进行了初步探讨。

王坡煤矿长壁工作面的管理实践

2004年山西天地王坡煤业有限公司王坡煤矿一井一面实现年产原煤110万t,创造了地方国有煤矿长壁开采的新水平和新记录,为国有煤矿改革创新作出了很好的榜样,简要介绍了长壁工作面的管理概况。