高温对煤炭地下气化围岩损伤的影响

煤炭地下气化是煤炭无害化开采技术创新战略方向之一，该技术可以回收老矿井废弃煤炭资源，对传统采煤技术难以开采的煤炭资源进行原位清洁转化。气化过程中燃空区形成带来的结构应力和高温造成的热应力共同作用对岩石造成损伤。以大城勘查区深部煤层为气化对象，得出典型围岩热物性及力学参数随温度变化规律。基于连续损伤力学理论，在平滑Rankine损伤模型的基础上提出高温岩石损伤变量模型，使用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件对深部煤层地下气化过程围岩温度、主应力、损伤变量进行模拟研究。结果表明，5种典型岩石的比热容随温度升高整体呈上升趋势，导热系数随温度升高整体呈下降趋势，抗压强度和弹性模量随温度变化规律差别较大。围岩受温度影响范围随气化时间呈指数变化，气化10 d时，温度影响范围仅为3.27 m;气化50 d时，温度影响范围达到5.73 m;气化100 d时，温度影响范围为8.21 m;气化400 d时，温度影响范围达到18.20 m。结合地下气化过程中普遍采用的控制注气点后退气化法，岩石处于高温区的时间在40 d左右，温度场对围岩的影响范围约为4.7 m。燃空区上方及两端均出现损伤...     

基于压力衰减法的页岩气体扩散系数应力敏感性实验

页岩气衰竭式开采过程中储层有效应力逐渐增大，且气体产出是跨越解吸、扩散和渗流的多尺度传质行为，其中扩散是沟通解吸和渗流的桥梁，但以往研究尚未对气体扩散能力的有效应力响应特征给予足够重视。为此，选用四川盆地南部地区(以下简称川南地区)志留系龙马溪组页岩样品，设计并开展了不同有效应力下的压力衰减实验，揭示有效应力变化对气体扩散能力的响应机制，提出页岩基块应力敏感指数(IS_SGD)，以定量表征基于气体扩散能力的页岩基块应力敏感性。研究结果表明：(1)气体扩散量随有效应力增加而降低，且变化前期快、后期慢；(2)随有效应力增加，大于50 nm孔缝气体扩散时间缩短；(3)基块岩样IS_SGD为25.68%，应力敏感程度为中等偏弱，而裂缝岩样则表现出更强的应力敏感性。结论认为，随着有效应力增加，页岩基质孔隙中扩散系数降低，但微裂缝中原先以黏性流、滑脱流为主的流动通道被压缩，气体流动方式逐渐以扩散为主，气体扩散系数增大，但总体输运能力仍明显降低，因此推荐川南地区页岩储层有效应力维持在17～30 MPa，有助于基块向裂缝稳定供气。     

涪陵页岩气X井裂缝网络参数对产能的影响

通过水平井缝网压裂技术实现涪陵地区页岩气藏的页岩气商业规模化开采.结合岩石力学分析和油藏数值模拟,对水平井缝网形态学、裂缝密度、裂缝方位和裂缝非均匀铺砂等进行研究.结果表明,裂缝方位与井筒夹角为90°时产气量最大;网络裂缝等长时气井采出程度最高,两边长中间短的裂缝形态次之,储层改造体积小的裂缝形态压裂效果最差;同样的改造区域,裂缝密度越大,压裂效果越好,压裂时需沟通微裂缝,形成网络裂缝;非均匀铺砂对页岩气井产能影响大,高浓度均匀铺砂比低浓度均匀铺砂产能高,非均匀铺砂产能居于两者之间,模拟显示每条裂缝产气量差异较大.     

浅埋偏压隧道洞口段初期支护变形分析与控制

以某在建山岭隧道为工程背景,分析了洞口段初期支护产生过大变形的原因,采用有限元软件对其开挖施工过程进行了仿真分析,结合现场监测结果,得到了浅埋偏压隧道洞口段初期支护的受力及变形状况,并提出了变形控制措施。分析结果表明:洞口偏压段初期支护呈现明显的不对称弯曲变形;最大拉应力出现在深埋侧拱腰内边缘,最大压应力出现在深埋侧的拱脚外边缘和浅埋侧的拱腰内边缘;通过有序减压卸载、增设临时斜撑、洞内注浆、及时成环等措施可有效控制变形发展。研究结果可为类似地质地形条件下隧道洞口段初期支护的设计与施工提供参考。     

Ethanol dry reforming for syngas production over Ir/CeO2 catalyst

Syngas production from CO2 reforming of ethanol over an Ir/Ce O2 catalyst was investigated. Catalysts characterization was conducted by X-ray diffraction(XRD), temperature programmed reduction(TPR), transmission electron microscopy(TEM) and temperature programmed oxidation(TPO). The Ir/Ce O2 catalyst was more active and stable toward syngas formation(molar ratio ~1). The superior catalytic performance was interpreted in terms of the strong interaction between Ir particles and ceria support which was crucial for efficient ethanol/CO2 activation and coke removal on the catalyst surface.     

支撑剂沉降规律对页岩气压裂水平井产能的影响

压裂工艺后支撑剂的分布及裂缝形态对页岩气井的产能有很大影响。为了研究支撑剂沉降规律,建立了综合考虑页岩气吸附解吸附及应力敏感的气藏数值模型,并在模型中提出了表征支撑剂沉降的方法。通过对比分析不同射孔位置、不同沉降程度、裂缝导流能力、储层基质渗透率等参数变量,考虑了支撑剂沉降的页岩气藏压力分布和产能特征,得出影响支撑剂沉降后气井产能的主控因素。结果表明,支撑剂沉降大幅度降低了气井产能;考虑压裂过程中支撑剂运移沉降,应在油气藏中下部进行射孔;页岩气藏裂缝导流能力达到4 μm2·cm即可满足气井的有效开采,选用40/70目支撑剂进行压裂施工,建议优先造主缝;基质渗透率越高,支撑剂沉降对气井产能影响越大,高渗带要采取防止支撑剂沉降的措施。此模型考虑了支撑剂沉降的特性,对页岩气井产能的预测和现场压裂施工具有重要指导意义。     

关闭煤矿煤炭地下气化地质条件评价体系构建与实践

为厘清影响关闭煤矿煤炭地下气化的地质因素，以河北省典型关闭煤矿为例，构建科学、系统的地质指标评价体系，针对煤炭地下气化规划到生产的几个阶段，对设立的4个地质一级指标、22个地质二级指标进行了系统分析和量化，建立了地质条件评价体系。采用层次分析和模糊综合评价法，建立了评价指标重要程度矩阵，确定了指标权重，并结合剩余资源量过少、煤层构造极其复杂、涌水量过大等实际情况，对评价结果进行一票否决，最终形成了一套科学、系统的地质指标评价体系。该评价体系在河北省典型关闭煤矿中的应用表明：林南仓煤矿8-1、11、12、14煤层，宣东二井Ⅲ₃、Ⅴ₂煤层，北阳庄矿5煤层，崔家寨矿1、5、6煤层以及显德汪矿1、9煤层比较适宜煤炭地下气化。