采动影响稳定区煤层气储层空间计算方法

通过分析采动稳定区覆岩移动相似模拟试验数据,发现采动稳定围岩区卸压范围包括过渡卸压区域和有效卸压区域两部分,其中有效卸压区域也就是采动稳定区煤层气的储层空间。在此基础上,分别对采空区顶底板裂隙带的高度及范围进行了分析,总结出采动稳定区围岩有效卸压范围的确定方法及计算公式,为采空区可抽采煤层气资源储量评估及其邻近煤层原始瓦斯参数有效测定范围的确定提供了依据。     

煤矿采动稳定区煤层气资源量“间接扣减”评估方法及其应用

基于物质平衡理论,在构建采动稳定区各原始资源气量及损失气量估算模型的基础上提出煤层气资源量"间接扣减"评估方法。运用该方法对晋城成庄矿5310工作面采动稳定区瓦斯资源量进行了估算,现场抽采试验表明:整个工作面的预计核算抽采气量与测算结果基本一致,验证了评估方法的准确性;采动稳定区地面井在运行正常后即会达到产气高峰期,在稳定产气一段时间后进入衰减阶段,其抽采气量曲线整体呈现出"平-降"的特点。     

煤矿采动稳定区煤层气资源评估方法及其应用

受多煤层赋存条件和煤矿井下回采工艺影响,采空区内的大量遗煤导致废弃矿井或老采空区内赋存丰富煤层气资源,对这一资源的准确评估、合理开发和高效利用是我国进行非常规油气资源开发的重大需求,如何准确评估废弃矿井或老采空区的可抽采煤层气资源量是进行高效开发的关键问题。因此,通过分析煤层气的来源、赋存空间和关键影响因素,建立了基于“间接减法”理念的采动稳定区(废弃矿井或老采空区)煤层气资源评估模型,提出了进行采动稳定区煤层气资源评估的方法。运用建立的评估模型和方法,在晋城矿区成庄矿5310工作面区域进行了采动稳定区煤层气资源的地面井抽采试验,单井连续抽采433 d,抽采煤层气资源243.27万m3,抽采量核算与评估结果基本一致,初步证明了评估方法的适用性。     

煤矿采动稳定区煤层气开发区块经济评价技术

针对我国煤矿采动稳定区煤层气开发区块评价技术缺乏，难以有效指导经济开发应用这一问题，基于煤层气开发效果与综合效益，分析了采动稳定区煤层气开发区块评价关键参数，构建了考虑技术进步等动态影响因素的煤层气开发区块经济评价指标体系，采用层次分析方法获得了各单项指标的相对权重，并提出了开发区块最大隶属原则经济评价方法。应用试验表明，该经济评价方法可为煤矿采动稳定区煤层气开发决策提供可靠指导。     

基于瓦斯涌出量的采动稳定区煤层气资源量计算

为计算煤矿采动影响稳定区煤层气资源,首先依据工作面顶板垮落带和导水断裂带高度和底板破坏带深度以及工作面四周本煤层瓦斯极限排放宽度,提出了工作面受采动影响形成的裂隙空间范围,并由此构建了采动影响区域原始煤层气资源量计算模型和方法;其次利用工作面瓦斯涌出量预测法对工作面损失煤层气资源量进行了计算;最后依据物质平衡原理,建立了采动稳定区煤层气资源量计算方法。     

松藻矿区采动稳定区煤层气地面井抽采试验及应用效果

为验证采动稳定区煤层气资源评估、地面井优化设计和安全抽采等成套技术的适用性,在松藻矿区石壕煤矿进行了采动稳定区煤层气地面井抽采试验。在提出稳定区煤层气资源量评价选区基本原则的基础上,利用分源加法评估技术估算了试验点的可抽采煤层气量,进行了230 d的抽采试验,采出煤层气49.7万m³,约占估算可采气量的30%,拟合的长期最大可采气量达94万m³。试验表明:试验点采动稳定区内煤层气浓度约30%,分源加法评估结果的准确率受浓度等关键参数取值影响显著;影响采动稳定区地面井抽采效果的关键问题不是地面井筒的变形破坏,而是布井位置选择、钻井设备及工艺的选择、钻完井质量控制等因素,清水钻进工艺在钻越采动裂隙带时宜谨慎使用。     

松藻煤矿采动稳定区瓦斯地面抽采井施工工艺

为探索采动稳定区瓦斯地面开发技术,首次在松藻矿区开展了采动稳定区瓦斯地面抽采试验项目,完成地面井2口。通过钻井实践,掌握了松藻煤矿采动稳定区上覆岩层特点,总结了采动稳定区地面井难点及对策,初步形成一套适合松藻煤矿采动稳定区地面井的施工工艺,给松藻采动稳定区后续地面井施工提供参考。     

采动稳定区套管钻井专用钻头的设计

介绍了一种套管钻井专用钻头,主要对钻头的结构设计、冠面形状及钢体选材进行了阐述;并通过有限元对钻头进行模拟分析。分析结果表明,该钻头的结构设计可靠,选材合理,能够满足正常钻井要求,并可实现采动稳定区破碎带套管钻井一体化工艺的实施。     

采动影响下地面井煤层气抽采技术研究

建立覆岩移动变形模型,分析了覆岩各岩层沉降变形及剪切变形特征,给出了套管在覆岩作用下的剪切、拉伸变形破坏形式,建立地面井"S"型剪切变形数学模型函数及离层拉伸变形数学模型;通过对采煤后覆岩裂隙形态的分析,根据采煤工作面瓦斯流动特征,获得了采动影响下瓦斯地面井布井基本原则,设计了采动影响下瓦斯抽采地面井结构,在晋煤集团成庄矿、寺河矿应用该技术,取得很好的抽采煤层气效果,解决了采煤工作面瓦斯治理难的问题,抑制了瓦斯超限,保障了煤矿回采的安全,取得了很好社会经济效果。     

煤层气的储层特征及其对煤层气解吸的影响

煤层既是煤层气的源岩又是储集层,煤层气从煤层中的解吸受众多因素影响,其中煤层的储层特征就是其重要影响因素之一。文中从煤储层的孔隙结构特征、渗透性、储层压力、埋藏深度、温度、水分、煤阶和煤岩显微组分等方面,分析了它们对煤层气从煤中解吸的影响,力求为煤层气解吸机理研究和煤层气开采提供一定的理论支持。     

新疆阜康白杨河矿区煤层气藏特征及开采技术对策

通过对新疆阜康白杨河矿区采用地表构造裂隙填图和井下煤储层精细对比解剖技术,结合煤储层观测取样和试验分析及钻、测井资料,研究了煤储层空间展布、岩石物理、含气量、吸附性、储层压力、大裂隙系统、气藏封闭性等特征,结果表明:44~#、43~#、42~#、41~#和39#煤储层适合煤层气开采;并提出了针对本区煤层气藏特征的井型选择、钻完井和排采等开采技术对策。     

煤储层特征对瓦斯解吸影响

作为一种非常规储层,煤储层特征对瓦斯解吸特性具有显著影响。基于低温液氮吸附法并结合电镜扫描(SEM),针对霍尔辛赫等5个典型煤储层结构特征进行了定量分析。在此基础上,分析煤储层结构参数对煤体瓦斯解吸的影响。     

依兰矿区煤层气成藏模式研究

本文分析了依兰煤田煤层气富集成藏主控因素,研究了矿区内构造条件与水文地质条件和煤层气赋存规律,并建立了依兰矿区煤层气成藏模式,研究表明:煤系顶部和底部发育稳定分布的隔水层,并在矿区中部形成相对滞留区,同时中部发育封闭性逆断层及次级背斜,矿区中部形成煤层气富集带,构成了依兰矿区典型的水力封堵-断层型气藏模式,逆断层所在的矿区中部将会是煤层气富集高产区.     

有效应力对煤层气储层各向异性的影响

为研究煤层气开发过程中有效应力增加对煤储层孔渗各向异性的影响,采用不同方向的煤岩样品对沁水盆地南部煤层气储层各向异性进行了评价。结果表明,煤层气储层孔隙度和孔隙结构具有明显各向异性特征:面割理方向核磁共振曲线为双峰型,以大孔、割理为主;端割理方向为宽底单峰型,以中孔为主;垂直煤层理方向为单峰型,中、小孔发育。有效应力加载至10 MPa后,3个方向核磁共振信号强度均降低,表明煤样部分孔隙被压缩、割理闭合。煤层气储层渗透率具有明显各向异性特征:面割理方向渗透率达到垂直层理方向的9倍以上;随有效应力增加,储层各向异性程度降低,但面割理方向与垂直层理方向渗透率异质程度最强。煤层气储层应力敏感性具有明显各向异性特征:面割理方向应力敏感性最强,应力敏感性系数和渗透率损害率均最大;垂直煤层理方向应力敏感性最弱,应力敏感性系数和渗透率损害率均最低。有效应力卸载后,不同方向煤岩渗透率恢复率不同,面割理方向最高,达到55.3%,垂直煤层面方向恢复率最低,为40.2%。     

煤层气储层储集空间的影响因素和测井预测方法

对孔隙发育的影响因素进行梳理,并比较了常见评价煤层气孔隙发育测井方法,以沁水盆地榆社-武乡区块的煤岩测试资料为基础,提出了基于储集空间发育的影响因素建立的评价煤层气储层孔隙发育的解释模型,研究认为灰分含量、变质程度、煤体结构是影响研究区储集空间的主要因素;基于影响因素的计算模型预测孔隙度优于常规解释模型预测。     

高煤阶煤储层敏感性对煤层气井排采的影响

为实现高煤阶煤储层煤层气井的高效开采,对高煤阶煤储层寺河3号煤层进行了流速敏感性和应力敏感性试验分析,并且结合现场工程,研究了高煤阶煤储层敏感性对煤层气井排采的影响。试验结果表明,高煤阶煤储层具有流速敏感性,流速敏感性损害最严重时渗透率降为初始值的50%,换向驱替时渗透率也降低,最小降低为初始值的62.1%;黏土含量越高的储层,渗透率的降低幅度也越大。高煤阶煤储层具有强应力敏感性,而且存在明显不可逆性;净围压从2 MPa升高到5 MPa,渗透率降低为初始渗透率的20%~50%,升压后再降压,渗透率不能恢复到初始水平,不可逆损害率最大超过50%;渗透率越低的储层,应力敏感性越强。煤层气井的排采,尤其在排采初期,应遵循连续、缓慢、稳定的原则。     

晋城矿区胡底区块3号煤层气储层物性特征分析

煤层气储层物性及特征影响着煤层气的生成、储集和产出,文章基于研究区煤层气勘探开发资料、矿井开采资料及参数测试等,对区内重要的3号煤层气储层物性及特征参数进行了详细的分析。研究得出:3号煤层地处甲烷带,煤层含气量、含气饱和度及资源丰度较高,具备良好的煤层气资源潜力;煤中孔裂隙系统相对发育,孔裂隙充填不甚严重,煤层渗透率较高;煤对甲烷吸附能力强、吸附量大、吸附时间较其他煤阶长;煤储层压力多以稍欠压和接近正常压力为主。研究结果可为本区井上下煤层气抽采提供可靠技术参数。     

成庄区块3号煤层煤层气储层特征

对成庄区块3号煤层的煤岩特征、含气性、渗透性、煤储层压力及煤的吸附特性等储层参数进行了测试与分析。结果表明,3号煤层厚度大,为煤层气的生成提供了大量的物质基础,煤的高变质进一步提升了煤层气的生气率,使得区内煤层含气量高、煤层气资源储层丰度较好,可为煤层气开发提供较好的资源条件;煤层孔隙度低,孔隙以微孔和过渡孔为主。煤中裂隙主要为微-小裂隙,中裂隙次少见,未见大裂隙和巨型裂隙。煤中孔裂隙常见被无机矿物质充填现象,彼此连通性较差,在一定程度上影响了煤层渗透性,后期可通过人工储层改造措施,提高煤层的增透导流能力;煤层压力状态以略欠压状态为主,其压力正效应有助于煤层气在煤中的吸附保存,但对其煤层气开发排水降压的时间和难度均相对正常压/超压煤层时间长和难度大;煤层的略欠饱和状态,进一步增加了排水降压的难度和影响着煤层气的最终采收率。研究结果,可为区内煤层气开发和矿井瓦斯治理提供可靠技术参数。     

煤岩特征及其对煤层气勘探开发的影响

煤岩特征分析有助于了解煤储层物性优势、优选富集高渗区域与评价单井开发潜力。基于黔西五轮山矿区煤岩和测井资料,采用地质理论与工程实践分析相结合等方法,研究了煤岩与测井响应特征,探讨了其与煤层气勘探开发的关系。结果表明,6-3,9,16号煤层机械强度可能相对于其它煤层较好,但16号煤层整体发育了碎粒煤—糜棱煤结构,显著降低了煤体结构强度及渗透性。采用直井压裂开发方案时,可选择3,5-3,6-3,8,16号等5个煤层分层射孔压裂,有利于排采增效。5号和8号煤层相对施工水平井较为有利,但单一薄煤层水平井作业可能提高产能有限,因此,煤层气井型选择应优先选择直井开发模式。16号煤层不利于水平井工程稳定性,如采用直井开采,应避开其构造煤分层。