煤矿地质灾害及其防治方法

结合煤矿地质灾害的特点,详细阐述了煤矿地质灾害发生的主、客观原因,并进一步提出了加大灾害宣传力度、保证煤矿开采合理性、建立健全灾害预警系统等防治措施,以减轻煤矿地质灾害造成的损失。     

联探并采:非常规油气资源勘探开发持续发展自我救赎之路

非常规油气资源要实施大规模工程措施才能获得经济产量,但增加作业成本导致勘探开发利润微薄,加之安全环保要求日益严苛、油气价格低位徘徊,对投资者的信心造成了不小的打击,迫切需要用非常规的思维来指导非常规油气资源的勘探开发活动。为此构想:集成适合多种油气资源勘探开发的研究方法和作业技术,实现多种资源信息一并分析、多种资源作业一同施工、多种资源产出一起采集,把通常认为同井开采多种资源相互干扰降低单井产量的顾虑变成相互利用提高单井产量的动力,即多种油气资源联合勘探、一并开发,简称为联探并采。主要依据是油气资源赋存状况决定了联探并采的必然性,技术发展奠定了联探并采的可行性,目前的能源环境决定了联探并采的艰巨性和长期性。结论认为,尽管面临诸多困难,但上述构想不失为一种可行的选择,其实施效果表现为投入相对减少、产量相对增加、企业利润增加、投资者信心提升、能源综合利用效率提高、能源供给状况得以改善,对企业和国家均利大于弊。     

干热岩长期开采过程中水岩作用的研究进展

干热岩资源是一种储量巨大的可再生清洁能源,我国的干热岩资源储量丰富,高效稳定开采干热岩是我国实现“双碳”战略目标的途径之一。干热岩开发主要是通过增强型地热系统完成。在干热岩开发时,岩石长期处于高温高压的水环境中,会出现岩石中不同矿物溶解/沉积的现象,造成裂缝堵塞或者管道结垢等问题。同时,在水与干热岩进行接触换热的过程中,水岩作用还会对岩石的力学性质产生影响,诱导岩石微孔隙生成、裂隙扩展,使岩石劣化损伤程度加剧,力学性能下降。本文分析了干热岩开发过程中高温高压条件下水岩作用引起的问题,阐述了水岩作用的机理,总结了当前水岩作用的实验方法以及数值模拟方法,最后对未来干热岩开发中水岩作用的研究方向进行了探讨,为今后干热岩长周期高效安全开发提供一些理论参考。     

采空区对CO2置换开采海域天然气水合物置换效果影响的实验研究

为揭示固体开采形成的采空区对CO2置换开采天然气水合物置换效果的影响,开展了含采空区储层与完整储层的CO2/N2置换开采不同天然气水合物饱和度对比实验研究.结果表明:对于水合物饱和度分别为30％和45％的试样,含采空区储层较完整储层的CH4置换率分别提高了5.5％和9％,单位体积CO2封存量分别提高了26.5％和39....     

页岩气田压裂区加密调整井绕障轨道优化设计方法

在页岩气丛式水平井设计中，针对压裂区的加密调整井井眼轨道设计需要考虑绕开已钻井压裂段影响域及压裂段影响域之间互相干扰等问题。为了快速评估加密调整井压裂段井眼轨道设计方案的合理性，运用矢量代数方法对页岩气压裂区障碍物进行了几何建模，该几何模型考虑了压裂裂缝影响域；然后根据所建立的障碍物几何模型，建立了以设计轨道总长度最短、轨道势能最小为优化目标，以轨道间防碰为约束条件的页岩气压裂区绕障轨道优化设计模型，并给出了判断页岩气压裂段影响域之间是否存在干扰的几何校核方法；最后依据四川盆地涪陵页岩气田现场实钻数据，对所建立的设计模型进行了验证。研究结果表明：①在压裂区，忽略压裂影响域的障碍物尺寸会被严重低估；②忽略压裂影响域，所设计出的绕障轨道可以避开老井的井眼轨迹，但是有可能会与已钻井的压裂影响域相交，进而引发钻井事故。结论认为，所建立的页岩气压裂区绕障轨道优化设计模型能够满足防碰绕障约束的要求，相应的设计计算避免了繁琐的试算和校核，并且能够实现井眼轨道设计总长度和轨道势能达到最小值的优化目标。     

采空区对CO2置换开采海域天然气水合物置换效果影响的实验研究

为揭示固体开采形成的采空区对CO₂置换开采天然气水合物置换效果的影响,开展了含采空区储层与完整储层的CO₂/N₂置换开采不同天然气水合物饱和度对比实验研究。结果表明:对于水合物饱和度分别为30%和45%的试样,含采空区储层较完整储层的CH₄置换率分别提高了5.5%和9%,单位体积CO₂封存量分别提高了26.5%和39.8%。采空区的存在提高了置换介质与天然气水合物的摩尔比率,从而提供了更高的置换驱动力;且在较高水合物饱和度试样中采空区还会提高置换介质的扩散作用,导致含采空区储层的置换效果好于完整储层。因此,在固体开采后进一步进行CO₂置换开采,可以提高置换开采效率,同时有助于碳封存与地层稳定,是一种潜在的海域天然气水合物安全、绿色开采模式。     

绒囊流体控制煤岩储层水力裂缝形态研究

煤岩储层水力裂缝易随割理和天然裂缝转向延伸,致使水力裂缝形态不规则且横向延伸较短。欲采用绒囊流体作为压裂液,在压裂过程中暂堵割理和天然裂缝,使压力向垂直于井筒的方向传递,从而形成规则长缝。室内测试绒囊压裂流体暂堵煤岩柱塞剖缝承压能力18 MPa,能够阻止裂缝向割理和天然裂缝方向偏转;绒囊压裂流体伤害煤基质渗透率恢复值86%,满足压后产气要求;φ0.9 mm陶粒在绒囊压裂流体中的沉降速率0.003 cm/s,满足携砂要求。X井压裂现场配制绒囊压裂流体520 m3,采用井筒加砂分隔的方式分层压裂山西组和太原组煤层。绒囊携砂液泵注过程中,施工压力稳定在14.64~15.99 MPa之间,表明水力裂缝延伸过程中未出现堵塞和转向。压后模拟发现,太原组缝长155.7 m,缝高41.3 m;山西组缝长163.9 m,缝高47.5 m。因此,绒囊流体能够作为压裂液形成规则长缝,解决了煤岩储层造缝不理想的难题。      

郑X井重复压裂非产水煤层绒囊流体暂堵转向试验

郑庄煤层气田郑X井欲实施绒囊暂堵流体重复压裂转向,既形成新裂缝又不影响原缝生产,增加供气体积以达到满意产量。室内先用绒囊流体暂堵直径38 mm煤岩柱塞的中间人工剖缝,后用活性水测试绒囊流体暂堵剖缝承压能力达20 MPa,超过地层18 MPa的破裂压力,满足转向要求;绒囊暂堵流体伤害郑庄煤岩柱塞渗透率恢复值85%,满足原缝继续生产要求;现场利用混砂车和水罐建立循环,通过剪切漏斗配制密度为0.94～0.98 g/cm3、表观黏度为30～34 mPa·s的绒囊暂堵流体。先用活性水顶替检测原缝是否存在后,用排量为3.0～3.5 m3/h注入绒囊暂堵流体60 m3,停泵30 min油压稳定在12 MPa,表明绒囊封堵原缝成功。用活性水压裂液压裂,油管压力上升至18 MPa时出现破裂。微地震监测新缝方位为N13°W,相对于原缝N42°E转向55°。压后间抽2 h产气200 m3,是压裂前产量的2倍以上。采用微地震监测和对比压裂前后产量证明,绒囊可迫使压裂液转向压开新缝,且不伤害原裂缝,适用于煤层气老井重复压裂恢复生产。      

数据挖掘诊断X油田低渗透稠油油藏压裂效果的主控因素

X油田油气层非均质性强,各井压裂条件参差不齐,压裂效果难以保障。为此,在压裂数据统计的基础上,结合相关系数和方差膨胀因子筛选出建模参数;其次,建立压后产量与其影响因素的全子集回归模型,并基于赤池信息准则优选最佳拟合方程,结果表明,模型预测准确度87%;返排率的回归系数和相对权重分别为0.89和0.45,是压裂效果的主控因素;优化31~#井压裂参数发现,当返排率提高至52%时,日产油量可达10 t。因此,挖掘历史压裂数据可以实现压裂效果主控因素的诊断,为油田压裂施工提供定量化指导和依据。