煤储层渗透率测试、模拟与预测研究进展

渗透率是煤层气开发的重要参数，煤储层较强的非均质性使得现场少量试井结果难以反映区域性渗透率规律，不同仪器、方法、样品尺寸、压力、温度及介质条件下获得的实验渗透率对比性也较差。对比分析了不同试井方法(钻杆测试、水罐测试、段塞测试、注入/压降测试)、不同实验测试方法(稳态法、非稳态法)的优缺点、适用条件及渗透率测试标准的演化历程，系统评述了单轴应变条件、恒定体积条件以及三轴应力条件下渗透率模拟模型的适用性，分析了基于裂隙、煤体结构、地应力、构造曲率等单一主控因素预测渗透率及人工智能(BP神经网络、灰色关联分析、支持向量回归机、多层次模糊综合评价)多因素预测的可靠性，总结了煤储层渗透率在测试、模拟和预测方面存在的问题，并提出了进一步研究的展望。研究结果表明现场注入测试是获取原位煤储层渗透率的主要方法，实验室非稳态法渗透率测试适合我国低渗煤储层；单轴应变条件下的P-M模型和S-D模型适用于恒定垂直外部应力条件下的模拟，恒定体积条件下的Ma模型对于多数煤类输入的参数均可测量，模拟结果可靠性较高，三轴应力条件下的Connell模型和Zhou模型更有利于通过实验室测定对模拟渗透率进行验证；基于煤层气...     

基于AHP法的煤层气井历史拟合程度计算模型研究

运用集对分析、灰色绝对关联分析、非线性相关系数Rc和面积差值4种方法,基于AHP法建立拟合度计算模型,计算煤层气井历史拟合程度,以期提高产气量的预测精度。     

煤炭地下气化过程中温度场及其传热特征研究进展

煤炭地下气化(UCG)技术作为一种环境友好的采煤方法,可被用来开发深部煤层与矿井遗留的煤炭资源。当地下气化时,随着气化时间的推移,煤炭在煤层内部"燃烧"逐渐形成气化炉,炉内温度最高可达1 200℃。从UCG过程中的放热反应出发,综述了热量来源、温度场的变化及其传热特征等,总结了研究温度场的重要手段。分析认为,UCG是一个复杂的温热动态变化过程,在此过程中氧化还原反应、吸热和放热的可逆反应同时进行,导致了气化炉的温度场及其传热机制的复杂性。研究气化过程传热机制的方法主要有物理模拟、试验监测、理论计算和数值模拟4种,各自具有不同的适应性。其中,物理模拟的可操控性强,但是难以解决地层接触关系导致的接触热阻误差;试验监测能真实反映温度场等的变化情况,但是实际操作的经济性差;理论计算通过对气化过程的拆分,从理论角度定性定量了UCG的温度场特征,但理论计算难以考虑到温度渗流等对温度的影响;数值模拟借助计算机进行温度场的多场耦合,综合考虑了渗流、变形、温度等对传热的影响,但多场的物理耦合计算难度较大,且煤层及岩石的热物理性质随温度变化会产生较大的差异,导致数值建模的计算难度增加,制约了数值模拟方法的...     

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块煤系叠置含气系统及其兼容性

叠置含气系统及其兼容性是煤系多类型非常规天然气合采可行性判识基础。基于临兴区块地层压力、天然气地球化学及生产数据解译,划分了叠置独立含气系统,探讨了含气系统间兼容性。基于地层压力梯度差异认为目标层段至少存在7套独立含气系统;基于产层的天然气甲烷同位素差异,认为太2段、山2~山1段、盒8~盒6段、盒3段等4套层系互不连通;基于天然气生产曲线差异,识别出山西组与石盒子组为2套独立含气系统。综合将研究区自上而下划分为千1~千4段、千5段、盒1~4段、盒5~8段、山1~太1段、太1~太2、本1段及本2段等独立含气系统。提取了地层压力梯度、气层厚度、渗透率及可动水量等影响合采兼容性关键因素,采用最优分割分类方法,指出研究区含气系统兼容性最佳分类数为5~6类,千5段、盒1~4段、盒5~8段等3套叠置含气系统合采兼容性较好。     

构造煤微孔特征及成因探讨

基于不同变形类型和程度气煤、焦煤和无烟煤级构造煤样品的微孔（孔径<2 nm）测试结果,分析煤中微孔随煤级和变形的变化规律,探讨微孔成因。结果表明：煤中微孔孔径呈3峰分布,分别为峰1（0.457 7~0.548 0 nm）、峰2（0.548 0~0.686 3 nm）和峰3（0.785 5~0.899 0 nm）;弱和中等变形作用总体对各峰孔容和峰位影响不大,对应变形煤随煤级增高,气煤到焦煤除峰3孔容小幅增加外各峰对应孔容和峰位无明显变化,焦煤到无烟煤各峰对应孔容均显著增大,峰位则差异变化;较强和强变形作用导致峰1和峰2峰位向小孔径方向偏移,孔容除无烟煤峰2外显著提高,对峰3的影响表现在气煤和焦煤孔容小幅增加,无烟煤孔容显著减小,各煤级峰位始终固定不变;推断煤中微孔成因类型应为2种,分别对应于峰1+峰2和峰3的芳香层间孔和芳环有序堆叠形成的柱状孔。     

大宝顶煤矿21~(-3#)煤层瓦斯地质规律分析

为了研究大宝顶煤矿21-3#煤层瓦斯含量分布以及地质规律,以瓦斯地质理论为基础,结合大量的煤田地质勘探资料以及实验室测试数据,分析了影响矿区煤层瓦斯赋存的地质因素,得出了矿井瓦斯含量分布及地质规律。结果表明,煤层埋深以及煤厚与瓦斯含量呈正相关关系;区内地质构造控制了瓦斯和构造煤的分布,高瓦斯带主要位于背、向斜两轴之间煤层陡变带,同时又是逆断层对煤层的切割带;煤变质程度以及水文地质条件在矿区南深部地区均有利于瓦斯的保存。     

东海与南海北部盆地构造演化及其构造控煤特征

拟在总结前人有关东海与南海盆地形成机制研究的基础上,整析两盆地的差异构造演化及其形成动力机制,选取盆地内部典型富生烃凹陷进行构造演化分析,依照盆地的构造演化进程,着重对比了各凹陷聚煤前基底构造、聚煤期伸展方式、断坳转化与聚煤后构造改造特征,旨在揭示两盆地构造控煤规律。     

阳泉新景矿太原组沉积环境及其对15~#煤层瓦斯赋存控因分析

在系统观察野外露头剖面、煤钻孔岩心的基础上,运用高倍显微镜、粒度分析、微量稀土元素分析、测井曲线分析等实验技术手段,详细划分新景矿太原组沉积相类型及亚相类型,并从沉积环境角度对新景矿太原组15#煤层瓦斯赋存控因进行探讨。     

开平煤田构造曲率与煤层气赋存特征

通过对开平煤田地质构造的研究,阐明了褶曲构造对开平煤田的控制作用,利用曲度方法定量计算了煤层底板等高线的构造曲率,分析发现研究区煤层气含气量与构造曲率呈负相关关系,即研究区9#煤位于褶皱中和面以上,煤层在背斜轴部遭受拉张,不利于煤层气的保存,在向斜轴部受到挤压利于煤层气的保存。     

滇东恩洪区块地应力分布及深部煤层气临界深度预测

我国滇东恩洪区块二叠系煤层气资源丰富,该区块是今后煤层气开发的重点区域之一,地应力分布对于储层压裂改造等煤层气开发工程具有重要影响。在注入/压降试井方法实测地应力约束下,基于Anderson修正模型对恩洪区块地应力分布进行预测,总体上,水平最大主应力S_(H,max)、水平最小主应力S_(h,min)和垂向主应力S_v在不同深度段呈现不同应力机制类型,由浅至深依次表现为逆断型、走滑型和正断-走滑型。研究结果表明:在该区块二叠系宣威组内,地应力遵循S_(H,max)≥S_vS_(h,min)的关系,呈现正断-走滑型应力机制,而宣威组煤层地应力数值较其顶底板小,表现为正断型应力机制;岩石类型与埋藏深度影响地应力分布,水平主应力随埋藏深度的增加呈线性增大,杨氏模量小的煤岩,其水平地应力值最低;滇东恩洪区块深部煤层气临界深度约为700 m;研究结果可以为滇东恩洪区块煤层气开发提供新的地质参考。