国家科技重大专项煤层气开发成果特刊

来源:《bet28365体育科学技术》2018年第6期

行业视野

地质

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  • 作者(Author): 刘大锰, 王颖晋, 蔡益栋

    摘要:针对我国低阶煤层气分布和富集受多种地质因素控制的现状,对沉积环境、构造作用及水文地质条件等关键地质因素进行了分析,结果表明:低煤化作用阶段,镜质组(腐植组)对于煤岩吸附能力具有一定的贡献作用;煤质中的水分起消极作用。沉积环境影响煤系地层厚度和总资源量,煤层顶、底板厚度越大,岩性越致密,越有利于煤层气保存;含气量与煤厚呈正相关。构造运动可能造成封盖层破坏,导致煤层气逸散,也可能形成良好的侧向封堵。水动力系统对低阶煤层气的生成和保存均有控制作用,其与低阶煤盆地中煤层气富集的利害关系必须结合水文地质与构造耦合关系加以判识。对于低阶煤层气藏,游离气含量不可忽视,在有利成藏模式选择上应重视构造动力条件的分析及构造圈闭点的评价。
  • 作者(Author): 傅雪海, 康俊强, 梁顺, 郜琳, 陈星

    摘要:为了探究急倾斜煤储层排采过程中储层物性动态变化特征,采用Eclipse数值模拟软件对准噶尔盆地南缘阜康西区块煤层气井进行历史拟合和井型优化,分析了急倾斜储层排采过程中上倾和下倾方向储层压力和含气量的动态变化特征,对比了不同井网和不同水平井布井方式的产能差异。结果表明:上倾方向储层压力下降速率大于下倾方向储层,导致上倾方向储层含气量较下倾方向降幅大,且产能贡献主要来自上倾方向;排采范围确定后,将煤层气井布置在储层上倾方向,有利于煤层气的开发;顺煤层水平井在相同的水平井眼长度条件下产能要大于穿煤层水平井。
  • 作者(Author): 孙东玲, 付军辉, 孙海涛, 李日富, 王然

    摘要:为攻克采动区瓦斯地面井抽采中井筒易破断的技术难题,采用“避”、“让”、“防”、“疏”的技术理念优化完善了采动区地面井瓦斯抽采技术。用“避”的理念,得到了采动区地面井井位布置规律;用“让”的理念,完善了局部固井技术,提出了局部固井方法,“让”出了水平移动量;用“防”的理念,开发了局部防护装置,偏转结构、伸缩结构及厚壁刚性结构;用“疏”的理念,研发了悬挂完井技术,解决了三开筛管段泥沙堵孔难题。在晋煤岳城矿进行了工程应用,YCCD-02井连续抽采35个月,累计抽采瓦斯量约1 300万m~3。地面井抽采后,工作面回风巷瓦斯体积分数下降了58.75%,上隅角瓦斯体积分数下降了56%。该技术保障了煤矿回采的安全,具有推广价值。
  • 作者(Author): 孟召平, 尹可, 章朋

    摘要:断层摩擦强度是煤岩层地应力的限定条件,如何评价断层摩擦强度是煤与煤层气开采值得考虑的问题,分析了断层摩擦强度和其对地应力的约束机制,建立了最大与最小主应力比值与断层摩擦强度的相关关系和地应力计算模型。研究结果表明:煤岩层中有效最大主应力与最小主应力比值受断层摩擦强度的限制,当其比值达到临界方向断层的摩擦强度极限时,断层就会发生滑动;根据Anderson断层分类,将原岩应力分为3种应力状态,在此基础上,建立了考虑断层摩擦强度的正断层、平移断层和逆断层地应力计算模型;分析了沁水盆地南部煤储层地应力特征,揭示了沁水盆地南部煤储层处于不同深度的2种不同应力机制中,当煤层埋藏深度小于650 m时,原岩应力表现为形成正断层应力机制;而当煤层埋藏深度大于650 m时,原岩应力可能属于形成平移断层的应力机制。
  • 作者(Author): 倪小明, 李阳, 赵永超, 曹运兴

    摘要:为了得出不同压裂方式下诱导应力变化特征及对形成缝网的影响,应用RFPA2D-Integrated软件模拟研究了多条裂缝存在下诱导应力的分布规律,以及逐段压裂和交替压裂2种压裂方式下多缝叠加和双缝间的诱导应力随分段间距的变化特征。以大宁区块LP2井为例,分析了采用2种压裂方式对形成缝网的影响。结果表明:2种压裂方式导致未施工段诱导应力差异系数不同;逐段压裂法中,随压裂段数增加未压裂段的诱导应力差异系数逐渐增加,且段间距越小增幅越大;交替压裂法中,随分段间距增加,诱导应力系数先增加后减小;分段间距为2倍的裂缝半长时,差异系数最大。采用2种压裂方式均可实现缝网改造,但逐段压裂诱导应力叠加复杂,分段间距不易控制;交替压裂诱导应力相对可控,但施工工序相对复杂。该研究结果为现场分段压裂间距优化提供了借鉴。
  • 作者(Author): 杨兆彪, 唐军, 李国富, 刘帅帅, 彭辉

    摘要:基于晋城、阳泉、西山、离柳四大国家bet28365体育规划矿区煤田基础数据、试井数据等对比,评价了煤层气的主要储层物性。研究结果显示:晋城和离柳矿区煤层气较为富集,渗透性较好,阳泉矿区和西山矿区煤层含气量较低,渗透性较差。储层压力统计结果显示,晋城、阳泉、西山矿区储层一般欠压,离柳矿区储层压力状态为正常,同时各矿区多煤层流体系统具有差异性。煤系地层地下水封闭指数计算结果显示:离柳矿区封闭指数最高,西山矿区封闭指数最低,显示出较为开放的流体系统,不利于煤层气的富集保存。各矿区储层物性差异性,决定了煤与煤层气协调开发“三区联动”的时间参数和空间参数需要作适当调整。
  • 作者(Author): 孙海涛, 付军辉

    摘要:为解决采动影响下的采场覆岩运动,尤其是重复采动影响导致地面井断孔率较高的问题,以分层开采条件下的工程环境为基础,通过建立平面相似模型,进行煤层的分层开挖、采场覆岩的剪切滑移和离层位移对地面井监测线的影响的连续监测,获得了地面井在重复采动影响下的变形特征:采动区地面井在重复采动影响下剪切变形呈现出“增大→减小→增大→减小”的反复错动的活动特征且下分层开采后地面井剪切滑移量较上分层开采后增大了30.12%;离层拉伸变形呈现出“增大→增大→增大→增大”的持续增加的活动特征且下分层开采后地面井离层拉伸变形与采厚比较上分层开采后增大了29.8%。同时,针对地面井变形规律提出了井身强化设计的防护思路。
  • 作者(Author): 曹运兴, 田林, 范延昌, 刘建中, 张帅

    摘要:为了揭示低渗煤层气相压裂裂隙圈形态,采用球形震源理论建立了地震应力降和裂隙圈形态关系,并对山西高河能源公司山西组3号煤层气相压裂作业过程进行了监测研究。结果表明:微地震监测作为一种地球物理手段可以有效揭示气相压裂裂隙卸压圈形态;气相压裂裂隙卸压圈形态显示为不规则的椭球型,椭球的长轴和钻孔压裂段长度相当,短轴长度为8~20 m;气相压裂裂隙扩展的不规则性主要受控于高压气体破岩的不同步,煤(岩)的各向异性及脆性指数也对裂隙扩展形态有影响。

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