CO2捕集及分离方法研究现状与进展

捕获及有效分离二氧化碳,不仅可以实现碳减排,而且可以有效控制二氧化碳排放引起的温室效应。本文重点综述了吸收法、膜分离法、低温分离法和吸附法四种CO_2捕集及分离方法。通过比较发现,吸附法由于具有可操作性强、成本低、可再生效率高等优点,是未来CO_2捕集及分离的主要方法。     

基于井斜因素的煤层气井井口偏磨分析与对策

基于煤层气井井斜因素,采用matlab数值模拟、对比分析和线性回归等方法,分别研究了钻孔井眼轨迹、井口侧磨的方位与最大井斜方位的差值、最大井斜角度、最大井斜位置距地面的深度等因素对侧磨深度的影响。得出在与最大井斜方位相反的方向上井口侧磨最为严重,且侧磨深度与最大井斜角的角度、最大井斜的深度呈线性相关。煤层气井井斜是造成井口磨损的重要因素,因此必须从钻井的防斜上入手,从根本上解决井口侧磨问题。     

寺河井田煤层气产能分布特征及影响因素分析

为研究寺河井田煤层气产能分布特征及其影响因素,以气井整个生命周期不同阶段的时间节点为分类标准,利用统计分析法对其历史排采数据进行归类,追踪气、水随时空变化特征,并从地质及工程两方面分析产能分布主控因素。结果表明:随着排采时间延长,煤层气井高产区范围逐渐扩大,低产区范围逐渐缩小,产能分布区域差异性大;构造、含气性、渗透率是产能的主控地质因素,含气性与产能分布一致度较高,构造通过影响含气性间接控制产能分布,渗透率差别较大时,产能与渗透率相关性显著;压裂、储层伤害、井下采掘活动是产能的工程影响因素,特别是储层伤害和井下采掘活动对产能影响较大,布井时需合理规划井上下联合开采时间关系,使气井达到产能最优化。     

超低浓度多元改性胍胶压裂液在煤层气井中的应用

为解决常规胍胶压裂液破胶后大量残渣对煤层气储层造成严重损害的问题,通过对常规胍胶进行碱化和醚化改性,研制了1种新型多元改性胍胶DX-HPG,并以此为主要处理剂制备了1套适合煤层气储层的超低浓度多元改性胍胶压裂液体系。该压裂液体系具有良好的耐剪切性能、携砂性能和破胶性能,体系破胶液的残渣含量和表面张力均低于常规羟丙基胍胶压裂液,并且其破胶液对煤岩心的渗透率损害率小于13%,远远小于常规羟丙基胍胶压裂液。现场应用结果表明:超低浓度多元改性胍胶压裂液体系的性能达到了现场施工设计的要求,且XS-1井压后产气量明显高于使用常规羟丙基胍胶压裂液的邻井,起到了良好的压裂增产效果。     

不同煤阶煤的微生物增透效果和机理分析

为研究不同煤阶煤的微生物增透效果及其机理,采集不同煤样进行生物甲烷模拟实验,并分别采用光学显微镜、压汞仪、FTIR和XRD进行测试,对比分析煤在生物甲烷代谢前后的表面孔裂隙、孔隙结构、官能团和微晶结构的变化特征。实验结果表明:生物甲烷代谢后煤光片的表面裂隙数量、长度和宽度增加;煤样孔容显著增加,孔隙连通性增强,孔隙结构得以改善,而孔比表面积降低;煤的含氧官能团增多,芳香环部分被打开,并在断裂处引入羟基,其含量也相应增加;芳香核层间距d002增加,芳香层数Nc、堆砌度Lc和延展度La相应减小。微生物不仅能利用煤作为碳源代谢产生甲烷以增加煤层气资源量,还可以改善煤的孔隙结构,有利于提高储层渗透性,同时降低了煤的比表面积,从而有利于煤层气解吸。     

基于井斜因素的煤层气井井口偏磨分析与对策

基于煤层气井井斜因素,采用matlab数值模拟、对比分析和线性回归等方法,分别研究了钻孔井眼轨迹、井口侧磨的方位与最大井斜方位的差值、最大井斜角度、最大井斜位置距地面的深度等因素对侧磨深度的影响。得出在与最大井斜方位相反的方向上井口侧磨最为严重,且侧磨深度与最大井斜角的角度、最大井斜的深度呈线性相关。煤层气井井斜是造成井口磨损的重要因素,因此必须从钻井的防斜上入手,从根本上解决井口侧磨问题。     

煤炭采空区下伏煤层气资源潜力及抽采效果——以山西省晋城西部矿区为例

煤炭采空区以往煤层气抽采主要针对采空区上覆煤层,下伏丰富煤层气资源长期未能得到有效开发,同时也给下伏煤层的煤炭开采造成了安全隐患。为了进一步提高煤炭采空区煤层气的利用效率,利用“上三带”理论、底板破坏带深度计算公式、稳压区开采计算模型及FLAC3D软件模拟等方法,确定了晋城西部矿区（以下简称晋城西区）3号煤层采空区下伏地层卸压范围,研究了下伏煤层气赋存状态并建立了资源量估算方法,分析了过采空区煤层气抽采效果和经济效益。研究结果表明：(1)晋城西区采空区卸压范围可达山西组3号煤层底板以下143 m,覆盖太原组9号煤层和15号煤层;(2)下伏煤层气游离态和吸附态并存,其中游离气资源量占比普遍大于50%;(3)根据见气时间长短将过采空区煤层气井产气潜力分成3类,分别占跟踪研究井总数的60%、28%和12%,平均套压分别为0.43 MPa、0.32 MPa和0.29 MPa,单井日均产气量依次为2 570 m3、3 324 m3和1 496 m3,最高日抽采量分别达到11040m3、9 643 m3和4 800 m3;(4)与研究区常规煤层气井相比,前两类井产气效果显著较好,第3类井大致相当;...     

煤层气水平井技术应用分析及优化

全国主要煤层气区块15年以上的开发实践表明,不同地质条件下,相同的水平井技术开发效果差异较大,可复制性差,亟需进行技术优化。基于水平井技术应用典型案例的数据统计分析,研究了井型、井身结构、完井方式、储层强化技术、排采装备及工艺的优化方法。结果表明,井型和井身结构对煤层气高效经济开发起决定性作用。U型和L型水平井最具推广应用价值。井身结构优化应保持水平段井眼平滑,U型井水平段井眼下倾,L型井水平段井眼上倾且设置沉煤粉“口袋”。根据地应力、煤层埋深和渗透性选择完井方式,低地应力、埋深浅的高渗煤层,水平井段采用筛管完井|高地应力、埋深大的低渗煤层,水平井段采用“套管水泥固井+分段密集多簇射孔+大规模水力压裂”技术。排采设备优选“杆式泵+抽油机”组合,实施智能化、精细化排采,严格管控“上产—稳产”阶段的排液速率,保证水平井高产稳产。     

阳泉矿区寺家庄井田9#煤段煤层气地球化学特征及成因分析

为达到寺家庄井田的煤层气增产目的,开展了煤岩煤层气解吸和气体地球化学特征分析。煤岩现场解吸和气体组分分析结果显示:9~#煤段煤岩在完整解吸过程中,甲烷体积分数先增大后减小,氮气体积分数先减小后增大,重烃体积分数与甲烷体积分数变化趋势一致,但并不同步,而是要晚些。碳同位素分析显示:随着解吸的进行,煤层δ~(13)C(CH_4)整体呈增大的趋势,随着远离煤层δ~(13)C(CH_4)逐渐增大。9~#煤段煤层气成因主要为热成因,后期经过了扩散运移,生物作用不明显。     

褐煤比热容及热扩散系数随温度衍化规律实验研究

为研究低变质程度煤褐煤原位流体化开采过程中的热力学问题，应用差示扫描量热法、闪光法，系统研究了褐煤比热容、热扩散系数随温度衍化特征规律。结果表明，褐煤比热容、热扩散系数均随温度升高而表现出先增大后减小的变化趋势，且存在明显的阈值温度。原煤最大比热容为9994J/(g·K)，阈值温度约为400K|烘干煤样最大比热容为0885J/(g·K)，阈值温度约为473K。结合褐煤热失重特征分析，褐煤失重变化与比热容衍化之间存在必然的因果关系。褐煤热扩散系数受煤中构成相的影响，并表现出明显的各向异性特征|原煤垂直层理方向最大热扩散系数为0167mm/s，平行层理方向最大热扩散系数为0209mm/s，阈值温度均约为423K。温度效应下，褐煤组分与含量变化是导致热力学参数复杂变化的内因|水分相变、热分解反应机制决定热力学参数随温度衍化特征规律。