煤层段钻井液密度窗口的确定及其意义

合理的钻井液密度是煤层气井安全钻进和储层保护的关键因素之一.根据硬煤和软煤力学性质,应用摩尔-库伦准则对井壁稳定性进行了定量分析,通过设置煤体内聚力、内摩擦角和Biot系数等参数,分别计算出软硬煤层段的钻井液密度窗口.实际的测井和压裂曲线表明高质量的井眼能降低固井对煤储层的伤害.     

构造煤发育区煤层气地面开发方案的探讨

本文从研究开采解放层防止煤与瓦斯突出机理得到启示，在详细研究了构造煤发育区煤体结构和煤层顶板特征基础上，提出了用煤层顶板完井强化法，进行构造煤煤层气地面开发的方案，为我国东部构造煤发育区煤层气的开发提供了新的途径。     

沁南地区潘庄区块煤层气井产能主控因素研究

研究煤层气井产能的主控因素对煤层气高效开发具有重要意义.以潘庄区块煤层气勘探开发资料为基础,从资源条件、水文地质条件、钻完井工艺和排采工作制度4个方面对煤层气井产能的影响进行分析,得出了在资源丰度差别不大的情况下,煤储层含气饱和度和临储压力比对该区煤层气井产能贡献大,其中临储压力比贡献最大,煤储层含气饱和度次之,而水文地质条件以及排采工作制度对煤层气井产能影响不明显.     

煤层气的微生物分馏效应

本文借鉴生物气成因等理论,从分馏的角度探讨微生物作用对煤层气造成的效应,对生物成因的煤层甲烷碳同位素值进行定性描述,并给出了煤层CH4和CO2之间碳同位素值之间的关系。在此基础上以淮南新集矿区煤层气为例,分析得出煤层气的微生物分馏效应对煤层气组分和同位素组成造成的影响,并得出结论,在煤层气的微生物分馏效应中,大部分煤层甲烷来自CO2的还原。     

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文章在地温梯度、埋藏史研究的基础上，探讨沁水盆地煤层的热演化过程及其对煤层气地球化学特征的控制作用。通过对沁水盆地南部阳城地区和西部霍州地区的煤层热演化史和煤层气地化特征的对比研究表明，演化程度最高的地质时期决定了煤层气的组份和组份碳同位素特征，即是决定煤层气地球化学特征的关键地质时期，如沁水南部晋城地区的3#煤层在早白垩世末的R_o值达到2.4%～4.2%的最大值，从而形成甲烷碳同位素分布为-29.9‰～-36.7‰的煤层气；三叠系末期，霍州地区2#煤层处于成熟阶段（R_o=0.8%～1.2%），决定了该地区煤层气甲烷碳同位素分布为-47.6‰～-51.7‰。反之，煤层气的组份和组份碳同位素特征也反映了煤层所经历的热演化过程。     

煤层气储集层的孔隙特征

煤层气储集层即煤层本身,它是一种双孔隙岩石,由基质孔隙和裂隙组成,二者对煤层气赋存、运移和产出起决定作用．本文对这两类孔隙的特征、形成机制及其控制因素、研究方法等进行了详细论述．     

煤层割理与煤级的关系

通过对煤中割理的宏观观测、光学显微镜、扫描电镜观测等实验,详细研究了割理与煤级的关系,指出煤中割理密度随煤级的增高存在3种变化趋势：①随煤级增高割理密度增加,在中煤级阶段达极大值,之后逐渐降低;②随煤级增高密度增加,在中煤级阶段达极大值后,随煤级进一步增加密度保持不变;③在中煤级阶段密度达极大值后,随煤级增高逐渐降低,但在反射率大于4％时,保持不变,同时探讨了割理的成车闭合机理。     

沁水盆地煤层气开发区岩石节理发育特征

通过对沁水盆地南部煤层气开发区节理的野外观测和统计分析,发现本区含煤岩系发育4组共轭剪节理,其中以NW—SE向和NE—SW向共轭剪节理最为发育,同时探讨了节理发育程度与岩层厚度的关系,恢复了沁水盆地南部中生代以来的四期构造应力场。现在最大主压力场方向与煤层主裂隙的方向基本一致,这是本区煤层气井稳定高产的主控因素之一。煤中裂隙的方向和现在地应力场方向决定了本区羽状分支水平井主水平段的方向以NE—SW向为最佳。     

考虑微孔超压环境的煤储层含气量计算方法

目前在煤储层含气量的计算过程中,普遍采用测井、试井等得到的储层压力代替气相压力进行反演计算,但由于超压环境下二者不能等同,故导致这一计算结果并不准确。为此,采集山西、河南不同煤级的煤样进行了煤孔隙毛细管压力测试,结合煤层气成藏过程和煤层生排烃史分析了煤储层微孔超压环境的形成机制,据此建立了考虑微孔超压环境的煤储层含气量计算方法,并对河南焦作中马村矿下二叠统山西组二段1号煤层的含气量进行了计算及分析。结果表明:1煤形成演化过程中不断有部分固体有机质转化为气体和水,在其孔隙内必然会出现气水两相界面,由此产生毛细管压力,致使其微孔内气相压力远高于静水柱压力,形成微孔超压赋存环境;2由于微孔超压环境的存在,致使气相压力高于储层压力,基于常规储层压力评价煤储层含气量的计算方法将导致煤储层含气量被低估;3微孔超压环境主要影响3~100 nm孔隙内煤层气含气量的计算,尤其是3~10 nm孔隙,而对于超过100 nm的孔隙则影响不大。结论认为:所建立的煤储层含气量计算方法厘清了煤层气赋存的压力环境,保证了煤储层含气量计算结果的准确性。     

煤吸附13CH4与12CH4的特性曲线及其应用

根据实测的4个不同煤阶煤的等温吸附实验数据，采用Dubinin建立的计算吸附空间的经验公式，分别计算了¹³CH₄与¹²CH₄在4个煤样的吸附势及其吸附空间，建立了煤吸附甲烷特性曲线的定量表达式.结果发现，¹³CH₄在煤表面的吸附势普遍高于¹²CH₄，也就是说¹³CH₄与¹²CH₄相比具有优先吸附、滞后解吸的特点.这种差异具有随压力增加而增加的特点.这一发现合理地解释了煤层气解吸实验中发现的先解吸甲烷δ¹³C偏轻、后解吸偏重的现象，同时也解释了浅部煤层甲烷碳同位素轻、深部重的地质现象.