油基钻屑现场热解析处理技术现状及展望

深部石油勘探和页岩气、致密气等非常规油气开发过程中会产生大量的油基钻屑,热解析技术被认为是最有效的油基钻屑环保处理技术,也是实现油基钻屑废弃物资源化利用的有效途径。本文重点介绍油基钻屑现场热解析处理典型的先进技术、装置与应用情况;针对油基钻屑成分和组分性质复杂多变、热解化学反应过程复杂,热解析设备能耗高、热解温度不确定、进料物性不稳定、不均匀性等问题,建议开展油基钻屑复杂体系在移动床中动态连续热解的动力学及机理分析,建立动力学模型,明确不同组分油基钻屑的最优热解析工艺参数;建立技术经济效益、环境效益及可持续发展等评价体系和准则,为不同体系油基钻屑的高效低耗安全环保热解析现场随钻处理提供科学可靠依据和理论支撑。     

区段煤柱宽度综合决策优选方法研究

为确定采区最优的区段煤柱宽度，在建立区段煤柱宽度综合决策指标系统的基础上，综合运用层次分析法(AHP)、熵权法、加权灰色关联分析法(GRA)和加权TOPSIS法基本原理构建区段煤柱宽度综合决策体系，对多种区段煤柱宽度方案进行综合决策优选。优选过程中，通过AHP和熵权法组合赋权获得各决策指标的权重向量，再结合灰色关联分析法(GRA)和逼近理想解的排序法(TOPSIS)法各自优点，建立综合决策模型对拟选方案进行定量分析，并对区段煤柱宽度设计方案进行综合决策排序。以冯家塔煤矿区段煤柱宽度方案优选为例，得出7种拟选方案的相对贴合度分别为52.88%,58.99%,36.39%,31.96%,42.13%,42.15%和52.81%,最终确定第2种方案最优即煤柱宽度为11 m最佳。经现场实践验证，表明该综合决策体系具有相当的可行性和有效性，为区段煤柱宽度的确定提供了一种新的计算思路。     

涪陵页岩气田“绿色”钻井关键技术研究与实践

为最大限度地降低页岩气钻井对环境的影响,涪陵页岩气田通过钻井技术方案优化和现场实践探索,形成了涪陵页岩气"绿色"钻井关键技术。本文从页岩气水平井钻井工艺特点和涪陵地区自然环境特征入手,分析了涪陵地区页岩气钻井对环境的挑战,在此基础上构建了以油基钻井液回收利用、油基钻屑无害化处理、油改电、钻井设计与施工工艺优化以及"井工厂"钻井为核心的"绿色"钻井技术体系。该技术在涪陵页岩气田一期产建中推广应用,减少二氧化碳排放20.9万t,井场占地面积同比减少30%,做到了零污染、零排放。涪陵页岩气田"绿色"钻井技术的应用极大地降低了钻井作业对环境的影响,同时为国内页岩气钻井发挥了重要的示范和指导作用。     

组合赋权的TOPSIS在冲击地压危险性评价中的应用

为了合理准确地评价煤矿冲击地压危险性,在现有评价冲击地压危险性实例的基础上,从煤矿地质因素和开采因素2个方面,选取10个主要的影响指标,利用熵权法和指标相关性权重法分别计算影响冲击地压危险性的各评价指标权重,再根据组合赋权的方法得出各指标的综合权重,构建基于逼近理想解理论的冲击地压危险性评价模型。以重庆砚石台煤矿为例,选取20组评价冲击地压危险性样本数据进行分析,确定评价冲击地压危险性的最优和最劣状况,然后计算出各个评价方案与最优和最劣状况的距离,最后综合最优与最劣距离,确定评价对象的相对贴近度。应用结果表明:评价结果与实际情况一致,且该模型相较其他模型的评价结果更加科学准确,表明该方法有良好的实用价值。     

基于突变分级模型的采矿方法优选

利用突变理论处理不确定性问题的优势,构建了采矿方法优选模型。以夏甸金矿为工程背景,基于三种缓倾斜薄矿脉的采矿方案,选取12个经济技术指标建立综合评价体系。利用归一公式对各指标重要性进行量化,比较各方案的隶属度,从而选取最优方案。突变分级模型计算得到的三种采矿方案隶属度分别为0.707,0.839和0.701,方案Ⅱ(点柱式上向分层充填采矿法)最优。结果表明,突变分级模型在采矿方法优选中有一定的合理性和可行性。     

矿井降温方案优选决策的分析与应用

为了提高目前矿井降温系统方案优选的精确性,提出灰色关联法和层次分析法相结合的方案优选决策方法。首先根据矿井的实际状况,提出3种备选方案;其次按照经济、技术、环境3个方面确定评价指标,利用灰色关联法确定各指标的关联系数,同时采用层次分析法中的相对重要性序列矩阵法,并结合MATLAB软件,求出各指标的权值;最后根据关联度选出最优方案。     

基于AHP-FUZZY的某铜钨矿采矿方法优选

采用层次分析法(AHP)与模糊数学(FUZZY)方法对某铜钨矿的采矿方法进行模糊优选。从技术、经济和安全方面选取了影响采矿方法选择的9个主要因素,构建了多目标决策的综合评价指标体系;用层次分析法确定各评价指标的权重;采用模糊数学法处理各采矿方法的定性、定量指标值,分别得到相应类型指标的隶属度;最终计算出3个备选方案的综合优选度分别为80.5%、83.9%和74.7%,从而确定上向进路充填采矿法为最优方案。实践表明,优选方案开采过程中各项指标均达到最优水平,为矿山创造了良好效益;证明了层次分析法和模糊数学法的科学性和可行性。     

高密度油基钻井液体系优选及其在页岩气水平井的应用

为解决威远-长宁地区泥页岩地层井壁失稳、井眼清洁等问题,通过试验优选出适用于高密度油基钻井液体系使用的乳化剂、有机土和降滤失剂等处理剂;通过正交试验设计确定出一种适用于威远-长宁地区页岩气长短水平井使用的高密度油基钻井液体系。其最终配方比例为:5%主乳化剂+2.0%辅乳化剂+2.0%润湿剂+5%降滤失剂+2%有机土+3%CaO、油水比80∶20(25%CaCl_2水溶液)。对其性能进行评价,结果表明该体系可加重密度至2.2 g/cm~3,加重后性能稳定,可抗水污染达9%,抗岩屑污染至18%,具有较好的抗污染性能,页岩回收率95.11%,抑制性能好,乳化性能稳定。现场应用表明:高密度油基钻井液满足威204H37-8井页岩气水平井钻井施工需求,全井性能良好,无井漏,井径规则,测井未见异常,顺利完钻。     

基于AHP-TOPSIS的铝电解槽设计方案优选

根据铝电解槽技术特点, 从经济、技术和安全3个方面, 选取9个评价指标构建了综合评价指标体系;采用层次分析法(AHP)确定各项评价指标的权重系数, 再耦合逼近理想解排序法(TOPSIS)建立铝电解槽设计方案优选的综合评价模型;最后, 运用该模型针对某400 kt/a的铝锭工程, 选取4种初选设计方案进行综合评比, 结果表明: 电流强度为500 kA的设计方案最优, 其次是550 kA和420 kA设计方案, 600 kA设计方案最劣。评价结果与实际工程预期相吻合, 该方法可应用于铝电解槽设计方案的优选决策。     

岩体质量可变模糊集评价模型研究及其应用

为提高岩体质量评估的精度,引入可变模糊集理论,建立基于改进层次分析法—可变模糊集的综合评价模型。首先,选取5个指标构建了地下矿山岩体质量综合评价体系,并对指标划分等级标准。其次,采用改进层次分析法确定指标权重,通过计算相对隶属度和综合隶属度,基于判断标准确定岩体质量。最后,将模型应用到三山岛金矿新立矿区-200 m中段岩体质量评估中。通过计算,综合隶属度为3.406,岩体质量为Ⅲ级,与实际情况相符合,且和云模型等其他评估模型计算结果一致。结果表明,基于改进层次分析法—可变模糊集的综合评价模型在岩体质量评估方面具有适用性,进一步拓宽了地下工程岩体质量评价的思路。     

页岩气开发中的水资源利用对策-以重庆地区为例（增刊）

重庆目前是我国页岩气勘探开发的重点区域,目前有四个区块在进行页岩气勘探工作,我国首个页岩气田也位于重庆。页岩气赋存的特殊性决定了页岩气的开采必须采用储层改造技术,水力压裂是常用的储层改造技术,水力压裂具有高耗水的特点,重庆处于中度缺水区,水资源量具有季节性的特点,需要正确的评估页岩气开采对当地生产生活的影响。页岩气开采用水量虽占可用水资源量的比重不大,但是用水比较集中,仍可能对当地用水造成一定的威胁。本文在分析研究区水资源承载能力的基础上,提出了重庆地区页岩气开发的用水方案：尽量从流经该地区的流量大的江河中取水;加强返排液的处理利用;强化水资源管理,优化水资源配置。     

低油水比油基钻井液在保页3井的应用

为了解决油基钻井液成本高、钻屑含油量高、后期环保处理难度大等技术难题,加快页岩气的开发进度,缓解油气资源短缺局面,通过室内实验,成功研制出了一套低油水比油基钻井液体系。该体系具有良好的流变性、电稳定性和抑制性,滤失量低,能有效地保护井壁稳定,降低摩阻和扭矩,降低钻井液使用成本。经过在保页3井的应用,满足了现场的施工要求,保证了井下安全。     

煤屑瓦斯扩散规律研究

为深入探讨煤屑瓦斯扩散规律,基于Fick定律,建立了煤屑瓦斯球向流动微分方程,并运用分离变量法对其进行解算,得出了煤屑瓦斯扩散规律的无穷级数解;通过理论分析及模拟计算,对无穷级数解进行了简化,获得了其近似解。研究表明：在B值为6.579 7×10 -6~6.579 7×10-3 s -1范围内,n＝135,K=0.92时,理论分析结果与煤屑瓦斯实际扩散过程相符,B值标志着瓦斯扩散的快慢程度及衰减程度,可作为煤屑瓦斯扩散特征指标;煤屑瓦斯扩散速度在扩散瞬间达到峰值,此后随时间的延长逐渐衰减,最终无限趋近于0,扩散速度曲线存在一条水平渐近线Vt＝0,但少数学者提出的铅直渐近线并不存在;在同一时刻,吸附平衡压力越大,则煤屑累计瓦斯涌出量越大,瓦斯扩散速度也越快。     

水分对卧龙湖煤矿8~#煤层钻屑瓦斯解吸指标的影响研究

为了研究水分对钻屑瓦斯解吸指标的影响规律,通过实验室注水实验,记录并分析煤样在不同水分含量下的钻屑瓦斯解吸指标。结果表明:钻屑瓦斯解吸指标随着瓦斯吸附平衡压力的增大而增大,且与瓦斯压力呈幂函数关系;钻屑瓦斯解吸指标随着含水量的增加而降低,且水分初始增加时,对其影响较大;不同水分含量下的钻屑瓦斯解吸指标临界值不同,现场应用时需要考虑煤层的实际水分含量,从而提高突出预测准确率。     

青海八宝山地区小口径页岩气钻探技术研究

能源是现代社会发展的动脉。人类利用能源经历了高碳、中碳到低碳的过程，并将逐步发展到无碳时代。当今已进入了低碳能源时代，而天然气的利用是实现低碳能源的最佳选择。研究了青海八宝山地区小口径页岩气钻探技术，分析了钻孔分类、钻孔施工程序以及钻孔结构、钻具组合、钻进技术参数的选择、钻头选择、钻井液与护壁。研究为在其他矿区推广使用这一小口径页岩气参数井钻探技术奠定了基础。     

渝东南下志留统龙马溪组页岩气聚集条件与资源潜力

在渝东南地区下志留统龙马溪组页岩露头观察、岩芯取样及实验测试的基础上,从富有机质页岩分布、有机质类型及含量、成熟度、孔渗性及含气量等方面研究了页岩气聚集条件与资源潜力。结果表明：研究区下志留统龙马溪组页岩厚度大,有机碳含量高,成熟度高,含气量高,其中龙马溪组下部富有机质页岩有利于页岩气的形成与富集,是页岩气勘探开发的有利层段。通过综合信息叠合研究认为,彭水-连湖-黔江、花垣-龙山东和酉阳西地区是页岩气勘探开发的有利区域。利用概率体积法计算的页岩气资源量为0.27×10 12~2.03×10 12m 3,期望值为0.93×10 12m 3。     

渝东南地区下古生界页岩含气性差异关键控制因素

渝东南地区紧邻涪陵页岩气田,区内的下寒武统牛蹄塘组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组是目前页岩气勘探开发的2套重点层位,相比于涪陵焦石坝地区,改造强度更强,演化程度更高,勘探效果也差别较大,已有研究证明构造运动是盆内与盆外页岩气差异富集的关键控制作用。而对于同样经历了强改造和高演化的渝东南地区下古生界的2套页岩层位来说,2者均具有优质的物质基础,但含气性却差异十分显著。从现场含气量解吸和室内等温吸附实验出发,通过动静态指标对比和相关性研究,分析含气性的关键控制因素。结果表明:下寒武统牛蹄塘组页岩吸附能力较强,但现场解吸气却表现为"高氮、低烃、微含气"的特征;上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩吸附能力略逊于下寒武统牛蹄塘组,但含气性却明显好于牛蹄塘组,多口井的解吸气量达到工业下限,气体成分以烃类气体为主。有机质的孔隙结构和富有机质页岩层系底板的封闭性是导致这2套层位含气性差异显著的关键因素。下寒武统牛蹄塘组页岩有机质孔欠发育,致使储集物性较差,而其底板发育不整合面并伴随流体活动,导致气藏遭到破坏,是其含气性差的关键。上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩中呈蜂窝状密集发育的有机质孔大大增加了页岩气赋存的空间,加之顶底板的封闭性较好,为页岩气富集提供了良好的条件。通过单井解剖总结建立了渝东南地区下古生界两种典型的页岩气保存散失模型:敛聚保存型聚集模式和底板冲刷破坏散失模式。针对2套目的层的含气性关键控制因素的差异,建议对于下寒武统牛蹄塘组应进一步加强选区指标的研究;上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组应进一步加强选带方法的研究。     

云南盐津页岩气调查盐津1-2井施工技术

页岩气是指开采自富烃页岩层的非常规天然气资源,资源储量的调查评价主要依托钻探技术。页岩具有较强的水敏性,在页岩气勘察钻进施工中,井内易发生坍塌、剥落造成超径或缩径等井壁失稳现象。盐津1-2井完井井深1554.06 m,是目前云南省页岩气资源勘察施工中最深的一口井。针对页岩气井钻井技术要求,从钻井设备、井身结构、钻进参数、钻具组合、钻井液、井斜控制、事故预防等方面进行选择、设计、优化,成功地完成了盐津1-2井的钻井施工。总结了该井施工中的经验和存在的问题,可为以后同类工程施工提供参考。     

川渝区块页岩气井固井质量评价方法应用现状

页岩气固井不同于页岩油或者常规地层固井,水泥环外气体压力容易使页岩气气体窜入水泥浆,在固化后的水泥环中形成一条完整的气窜通道。而室内评价页岩气固井质量研究难以模拟地层高压气层环境,因此需要结合现场的实际固井质量评价手段。主要介绍目前川渝区块页岩气井固井质量评价方法应用现状,并提出固井质量综合评价方法,旨在为现场页岩气固井质量评价提供一定参考作用。     

掘进工作面区域防突措施效果检验指标及临界值探讨

瓦斯解吸指标不仅能够反映煤层瓦斯压力的大小和瓦斯放散初速度的快慢,而且能够反映钻屑初始解吸量的特征。主要探讨了钻屑瓦斯解吸指标Q3、Q20/Q30在不同瓦斯压力下的解吸特征,并对掘进工作面区域防突措施效果检验指标及临界值进行了分析。