观音山井田煤层气资源赋存条件与影响因素分析

观音山井田主煤层含气量较高,煤层气资源较为富集,为煤层气开发提供了较为优良的条件。研究表明:井田地质构造简单,主煤层分布稳定,煤级为贫煤,煤层顶底板以泥岩类为主,含煤地层地下水动力微弱,这些条件有利于煤层气的保存;煤层含气量随埋深的增大而规律性增高,表现为单斜控气的典型特征。

资源枯竭矿区煤层气选区评价

以典型资源枯竭矿区—鹤岗矿区为研究区,基于其煤层气井及各煤矿生产地质资料,划分了研究区原位、采动卸压区、采空区3种煤层气资源分布区域,分析了其资源分布特点。分别构建了3种不同煤层气资源选区评价指标体系,利用层次分析法对3种不同煤层气资源进行选区评价。

黔西盘县地区煤层气成藏的构造控制

针对盘县地区复杂的煤层气地质条件,以构造演化为主线,结合野外地质观测和室内测试分析,探讨了构造对煤层气成藏的控制作用。结果表明,盘县地区晚古生代以来经历了陆内裂陷(D—P)、稳定台地(T1—T2)、陆相坳陷(T3—J2)、断褶隆升(J3—Q)四个构造演化阶段,煤层主要赋存于向斜构造,向斜控气特征明显;上二叠统含煤地层经历了两期沉降埋藏、两期抬升剥蚀和三期煤化作用,燕山中期是煤层气成藏的关键时期,在深成变质作用基础上叠加了区域岩浆热变质作用,奠定了煤级的现代分布格局;区内发育的压性-压剪性构造是造成现今煤层高含气量的重要因素,近EW向的水平挤压现代构造应力场可能使得土城向斜和照子河向斜煤层渗透率高于向盘关向斜和旧普安向斜。

沁水盆地南部煤层气井压裂失败原因分析

依据煤层气井压裂施工的工艺参数,以沁水盆地南部12口煤层气井压裂施工失败为例,分析了沁水盆地南部煤层气井压裂失败的主要控制因素,研究认为:井口刺漏、高压停泵和煤储层力学性质是沁水盆地南部煤层气井压裂施工失败的主要控制因素;井口刺漏主要是由施工压力过高、井口老化造成的;高压停泵主要是由砂堵引起的,井口刺漏、高压停泵与砂堵之间相互影响及促进;砂堵受施工工艺及地质因素的影响;研究区煤储层具有低弹性模量、高泊松比的特点,地层开启难度大且裂缝难以延伸;压裂施工前,应做好煤储层特征的研究、压裂设备的选择、压裂工艺的设计等,减少工程事故的发生。

基于变孔隙压缩系数的深部低阶煤层渗透率实验

深部低煤阶煤渗透率研究可为深部煤层气评价选区提供关键依据。基于应力-孔隙压缩系数-渗透率三者关系理论分析,利用高温覆压孔渗透实验数据,构建了变孔隙压缩系数下深部煤层渗透率预测模型。实验结果显示,变孔隙压缩系数下渗透率的预测模型较定孔隙压缩系数下渗透率预测模型能更为准确描述深部煤层渗透率,老君庙矿区的初始孔隙压缩系数为0.09 MPa^(-1),孔隙压力随有效应力变化的衰减系数为0.07 MPa^(-1),且初始渗透率随着温度升高而降低。根据孔隙压缩系数的定义,计算得到孔隙压缩系数。计算结果显示:实测孔隙压缩系数与拟合孔隙压缩系数之间的相关性较强;随着埋深增加,定孔隙压缩系数较变孔隙压缩系数模型下预测的渗透率偏低,揭示了该地区深部煤层渗透率并非如前所预期之悲观,仍存在一定可采潜力。

黔西织纳煤田少普矿区16号煤煤层气富集的地质控制因素

从构造、煤层厚度、煤层埋深和水文地质条件4个方面探讨了少普井田16号煤煤层气富集的地质控制规律。结果表明:现今煤层含气量的分布规律体现出褶皱控气的特征,其含气性在不同褶曲部位有所不同;煤层气含量受煤层厚度和煤层埋深的的影响也比较明显,煤层厚度与含气量、煤层埋深与含气量均呈现出一定的正相关性;同时,矿区地下水条件对煤层气也具有良好的封闭作用。通过配置分析各地质因素表明:矿区中部区块地质构造发育、煤层厚度大、埋藏深度大、地下水动力弱有利于煤层气的富集。

煤层气井排采液面-套压协同管控——以沁水盆地樊庄区块为例

以樊庄区块煤层气开发直井排采管控为研究实例，以排采工程数据为主要依据，探讨各排采控制阶段流体流动形态与煤储层伤害机制，揭示排采液面一套压协同控制过程，并基于煤层气井排采曲线分析和高产气井排采参数统计，获得排采液面-套压协同控制指标。研究结果表明，樊庄区块煤层气井需经历“以液为主-气、液混合-以气为主”的排采控制过程以及排水降液面阶段、憋压阶段、产气量上升阶段、稳产阶段和产气量衰减阶段5个排采控制阶段，其中，排水降液面阶段、憋压阶段、产气量上升阶段是流体流动形态转变和储层伤害的易发阶段，也是排采管控的关键阶段。排水降液面阶段以日产水量为控制参数，以井底流压为评判指标，采取缓慢、长期的排采原则；憋压阶段以日产水量和套压为控制参数，以憋压、稳定动液面的方式实施管控；产气量上升阶段采取适当憋压、提升动液面的控制原则，保持套压高于0．2MPa，控制日产水量缓慢降至0．2～0．5m。，使动液面深度回升至煤层中部以上10~50m；稳产阶段需适当憋压，稳定动液面在煤层以上，并维持排采作业稳定；产气量衰减阶段尽量避免较大幅度的排采制度调整，使产气量、产水量平稳下降。

关于煤层气排采动态变化机制的新认识

对于影响煤层气排采动态的几个基本地质问题,从新的视角进行了分析。在此基础上,基于沁水盆地南缘寺河区块3号煤层上覆含水层的水文地质条件和岩石物理性质,模拟了煤层气井排采过程中储层压力降漏斗的大小,求出了储层压力降漏斗影响下煤层气解吸、产出的量值,得到的模拟排采曲线与实际排采曲线变化趋势吻合较好。本文认为,煤层中只有少量束缚水和一些重力水;煤层气井压裂增产形成的压裂缝使得煤层与顶板以上的含水层相互贯通,煤层气排采时抽排的地下水实际上应是煤层顶板上方含水层的承压水;抽水形成承压水头降落漏斗(即储层压力降漏斗),其影响范围内的煤层气得到不同程度的解吸和释放,这就是煤层气排采的动力学机制。

基于优化组合赋权的煤层气开发风险评价研究

煤层气开发项目的高风险制约着我国煤层气产业的发展,为此,通过对煤层气开发风险因素的分析,基于煤层气开发特征构建由7个一级指标和34个二级指标构成的风险评价体系。运用离差平方和优化组合熵值法和三角模糊数法所得权重确定指标最佳权重,建立煤层气开发风险评价模型。最后,以沁水盆地南部柿庄南区块煤层气井为例进行实证评价,结果显示地质资源因素对该地区煤层气开发影响最大,其中渗透率的影响最为显著。研究表明:模型能优化主观评价和客观评价的赋权比重,最大化的减少主观因素对评价结果的影响,能客观合理的表达多指标间的对比差异,对煤层气开发风险进行可靠的定量化评价。为煤层气开发风险的控制和规避提供科学的理论依据。

基于AHP法的煤层气井历史拟合程度计算模型研究

运用集对分析、灰色绝对关联分析、非线性相关系数Rc和面积差值4种方法,基于AHP法建立拟合度计算模型,计算煤层气井历史拟合程度,以期提高产气量的预测精度。

徐往子井田煤层气U形水平井施工设计

以辽阳红阳煤田徐往子井田为研究区,探讨了该区U形井剖面设计方法的选择及施工工艺的设计。通过对储层特征的研究,设计水平段方位沿煤层倾向方向,对比分析了单增剖面和双增剖面轨迹设计优缺点,选择了双增剖面设计U形井轨迹;设计了三开井身结构,通过施工,轨迹施工效果良好,成功连通两井。

煤层气开发风险评价模型及实证研究

煤层气开发项目的高风险制约着我国煤层气产业的发展,为此,通过对煤层气开发风险因素的分析,构建由7个一级指标和36个二级指标构成的风险评价体系。提出基于期望值的三角模糊数互补判断矩阵的方法,对煤层气开发风险关键因素进行数量上的表述,估计其权重的相对大小,并确定各风险因素的隶属度,建立煤层气开发风险综合评价模型。最后,以沁水盆地柿庄南区块煤层气井为例验证模型的可行性和可靠性。结果表明,影响煤层气开发的关键因素风险由高到底依次为:地质资源、工程技术、经济运营、政策法规、安全保障、组织管理和社会环境;煤储层的非均质性及开发地质条件的不确定性是造成地质资源风险偏高的主要原因,但此类风险无法直接控制,建议通过提高排采技术来尽量减弱其造成的风险。

微生物增采煤层气技术发展历程及研究进展

微生物增采煤层气技术能够使煤炭资源得到清洁高效利用,实现煤层气的增采。基于该技术在不同时期的表现,将其发展历程划分为3个阶段,并根据应用手段上的差异特征将该技术划分为生物添加、生物刺激、增加生物通道及提高煤的生物转化率4类。在此基础上,评述了微生物增采煤层气产气特征、有机地球化学特征及微生物群落特征。最后,总结了该技术研究存在的问题。

基于量子粒子群优化支持向量回归算法计算煤层气体含量的预测

煤层气是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化石能源的新矿种,其地质研究对能源的补充意义重大.该文对煤层气的含量提出基于量子粒子群优化的支持向量回归算法进行预测.支持向量回归算法是一种非线性的基于内核的回归方法,它可以采用良好的函数逼近,并具有泛化能力.由于支持向量回归算法的参数对预测性能影响很大,量子粒子群优化在本研究中可用于选择支持向量回归算法参数.本文选用基岩深度,煤层的厚度,断层间的水平距离,煤的挥发分作为煤层气含量的预测模型的输入向量,经过比较量子粒子群优化的支持向量回归算法和支持向量回归算法之间的煤层气体含量的预测误差表明,量子粒子群优化得到的煤层气体含量的预测精度均高于支持向量回归算法的精度.

基于本源菌的褐煤生物气生成过程与可能途径

利用富集培养得到的本源产甲烷菌群对云南昭通褐煤样品进行生物气模拟实验,分析了褐煤生物气生成过程与可能途径。结果显示,为期130d的褐煤生物气生成过程至少经历了两个产气高峰,第一高峰产气率高于第二高峰。本文认为第一高峰期间生气母质主要为褐煤中的腐殖组分,第二高峰期间类脂组和惰质组的微生物降解程度相对增强。甲烷碳氢同位素组成显示,模拟生物气主要通过乙酸发酵途径生成。模拟过程中,甲烷浓度和二氧化碳浓度具有相互消长的变化趋势,甲烷碳同位素组成在模拟后期有变轻趋势,氢同位素则趋于变重,表明模拟过程后期生成的部分甲烷具有二氧化碳还原成因。

高突低渗煤层立体网状穿层压裂防突技术试验研究

为了解决单一低渗高突煤层瓦斯治理难题,运用弹性力学和断裂力学的理论,提出立体网状穿层压裂增透消突技术,建立计算目标煤层起裂压力的模型。集成配套了井下压裂成套设备,首次利用SF6气体示踪剂确定立体网状穿层压裂范围。结果表明：技术实施后,缝隙网络发育、瓦斯抽采效果提高了1.69~1.83倍,煤层膨胀率达到0.581%,电磁辐射预测突出指标降低了35%~45%,增透消突效果显著。大范围、区域化实施立体网状穿层压裂技术,能够实现技术优越性。

观音山勘探区煤层含气量灰色关联预测

煤层含气量受多种地质因素影响,往往难以准确预测。以云南观音山勘探区为例,利用灰色关联度法识别出影响煤层含气量的主要因素,先后建立了煤层含气量预测的GM(1,N)模型和GM(1,1)模型。进一步分析揭示,煤层埋藏深度、煤层顶板5 m内砂岩厚度和顶板岩性是影响观音山勘探区煤层含气量的3个关键因素,利用残差尾段序列建立的GM(1,1)模型具有较高的预测精度。

沁水盆地南部高阶煤储层气水产出过程分析

为了探讨煤层气井排采控制指标,以沁水盆地南部高阶煤为研究对象,基于气-水相对渗透率试验和渗流物理仿真模拟,探讨了宏观与微观渗流网络中气-水相对渗透率变化机制,并进一步阐述了煤储层气、水产出过程。结果表明,宏观裂隙气-水相渗曲线分为气-水同流区和纯气流动区;微观孔裂隙气-水相渗曲线分为单相水流区、气-水同流区和纯气流动区。煤储层流体产出过程可归纳为开发初期宏观裂隙中水带气的过程,微观孔裂隙中水的单相流动阶段,气相饱和度上升阶段,气驱水的过程,气的单相流动阶段,以及宏观裂隙中气的单相流动阶段。其中,微观孔裂隙中气驱水的过程是高产气井稳定产液的关键,而游离气产出则是煤层压力整体下降的基础。

煤层生物气组成特征及其影响因素研究进展

煤层生物成因气与热成因气在气体组成和同位素组成上差异显著,其差异特征对煤层生物气勘探具有重要的指导意义。为了更好服务于煤层生物气的勘探,对煤层生物气组成特征及判识方法进行分析,较为系统地总结了影响生物气组成取得的研究进展,指出了当前研究存在的问题和发展趋势。结果表明:煤层生物气与热成因气在气体组成上差异较小,在稳定同位素组成上差异相对显著,可通过稳定同位素组成特征结合气体相关指数加以识别。生物气组成特征不仅受产气母质、水介质环境等因素控制,而且受介质环境的微生物种群及生物酶活性特征影响。针对生气母质碳多源特征,建议加强煤层生物气产气过程及中间产物研究,同时结合当前微生物强化煤层气产气特征,修正或重建特定条件下煤层生物气判识模型。

贵州织金二叠纪煤层中草莓状黄铁矿赋存特征

贵州织金地区的含煤地层为上二叠统龙潭组,含主要可采煤层6层。该地区煤层多为无机硫(主要硫化铁),形成于泻湖、海湾环境的潮坪相沉积环境。借助光学显微镜和扫描电镜(SEM),对织金地区煤中无机硫赋存的特征进行了深入的研究,结果表明,煤中无机硫主要为草莓状黄铁矿,揭示了煤中草莓状黄铁矿的显微赋存特征,并初步探讨了煤中草莓状黄铁矿的成因。