铁法矿区DT26井CO2-ECBM数值模拟及经济评价

基于铁法矿区DT26井地质条件及生产实际,采用COMET3数值模拟软件,模拟预测采用注入CO2强化CH4开采方法(CO2-ECBM)进行原位煤层气开采的产能,并采用净现值(NPV)评价不同排采制度的经济效益。     

注入CO2提高煤层气回收率：项目筛选和设计

注入煤层中能提高煤层气回收率，理论上说可达到本煤层煤层气的100％。美国新墨西哥州圣胡安煤田首次多井示范性试验方式的最初结果表明，CO2提高煤层气回收率(CO2-ECBM)在技术上是可行的。通过重新完井和清水钻孔，在仍保持2、5Bcf／天的产气量后，圣胡安煤田的许多煤层气经营者面临近期产量明显下降，采用ECBM可能缓和煤层气的产量。水果组煤储层的筛选很有利于采用ECBM技术：断层少和储层分成隔区，横向延续和透气性的煤层，和集中的煤层几何形状。水果组煤田已钻有大量的煤层气井，采用coe注入器重新完井可降低费用。壳牌公司的Cortez CO2管道为世界上最大的管道，能按照自己的路线直接通过圣胡安煤田到达二叠纪油田，供提高石油回收率方法的C02淹灌。提高煤层气回收率的方法能提高同一气井的气体回收率。这样就会有更多的产量符合美国第29条款的税收优惠政策。通过保持储层的压力，提高煤层气回收的方法也能降低加压的费用。根据所用的CO2／CH4比率，提高煤层气回收率的方法按目前的井口煤层气销售价来说，是经济的。适合采用ECBM方法的项目部可能从目前美国国会正在考虑的cq分离优惠政策中获利。一天lBcf至2Bcf CO2提供给圣胡安煤田，估计能使煤层气储量增加5至10Tcf，再加上在这富饶的煤田已注册登记的13Tcf煤层气。美国具有潜在使用这种提高煤层气回收率方法的其他煤田，包括尤因塔(Uinta)煤田，拉顿(Raton)煤田，波德河煤田，勇士煤田和阿帕拉契煤田。     

注入CO2提高煤层气回收率：圣胡安煤田测试结果及在中国的应用前景

正在测试的一项新的煤层气生产技术在减少温室气体同时增加甲烷回收的可能性。美国正在含煤层气丰富的圣胡安煤田中进行将二氧化碳注入深部煤层的试验。初步表明，注入CO2提高煤层气(CO2-ECBM，下同)回收率在技术上和经济上是可行的。从1996年起，伯林顿资源公司已在Allison Unit生产实验区向白垩纪Fruitland煤层注入了5．7Mm^3二氧化碳。在一些井中，瓦斯回收和储层脱水得到改进，迄今没有发生CO2渗漏。据目前成本和工作进展来看，圣胡安煤田采用的注入CO2提高煤层气回收办法可能赢利，并可能为该煤田增加3．96万亿m^3新的瓦斯储量     

急倾斜特厚煤层无机源CO_2突出防治技术

煤与CO2突出有别于煤与CH4突出,近年来因其在国内外发生较少而研究不多,但在窑街煤田它时刻威胁着矿井安全生产,根据以往窑街三矿发生的突出事故以及理论和实验分析了煤对CO2吸附量大于对CH4、N2的吸附量,煤与CO2突出的能量要大于煤与CH4突出,总结了窑街煤田CO2气体的无机来源,进行了突出危险性区域划分,得出了不同区域的煤与CO2突出危险性。在突出危险区急倾斜特厚煤层条件下,提出了采用水平分层开采与预抽煤层瓦斯方法,根据残余瓦斯含量检验预抽效果,实现了矿井的安全高效生产。     

晋城无烟煤CO2-ECBM数值模拟研究

基于晋城无烟煤储层地质条件下的储层和煤岩参数,结合晋城无烟煤煤层气藏直井生产必须压裂增产的实际,使用澳大利亚联邦科工组织的煤层气储层数值模拟软件（SIMED Win）模拟了不同生产井和注入井井距（116m、200m、300m）条件下的煤层气增产和二氧化碳埋存过程。研究结果表明,煤储层注CO2增产煤层甲烷效果明显;CO2-ECBM过程中煤层气生产井的气、水产量呈现联动变化;煤储层的割理孔隙度在甲烷解吸、二氧化碳吸附、煤岩有效应力改变的综合效应下呈现增高-降低-增高-降低的变化趋势。综合考虑煤层甲烷产量和CO2的封存能力,选择200m产注井距具有较好的注入增产效果。     

注CO_2提高煤层气采收率技术研究现状

中国埋深2 000 m以浅的煤层气资源潜力巨大。研究表明,向煤层中注入CO2提高煤层气采收率技术具有巨大潜力,能够实现中国2 000 m以浅煤层气产量增产3.751×1012m3。本文从多元气体的竞争吸附、煤吸附CO2之后的体积膨胀及其对渗透率和力学性质的影响以及世界各地的现场试验3个方面介绍这一技术在世界范围内的发展历程和研究进展。列举了几个国家利用这一技术的现场试验情况,试验结果较为相似。最后指出了在室内研究和现场测试中需要考虑的一些问题,诸如多元气体竞争吸附与煤分子结构的关系研究、吸附膨胀量和气体注入量、注入压力和煤阶之间的关系研究、注CO2引起的吸附膨胀对后期煤矿采煤作业的影响和安全威胁。     

16201-1综采放顶煤工作面防治煤与瓦斯(CO2)突出危险研究

窑街煤电公司一号井六采区16201-1工作面布置在突出煤层区域内,设计工作面采用综采放顶煤采煤方法,在采取一系列防治煤与瓦斯(CO2)突出措施后,排除了煤与瓦斯(CO2)突出危险,在掘进及回采过程中没有发生突出现象,证明了对该工作面采取的防治煤与瓦斯(CO2)突出措施及措施效果检验排除煤与瓦斯(CO2)突出危险的结论是可靠的,对今后突出煤层综采放顶煤工作面防治煤与瓦斯(CO2)突出危险研究将有一定的借鉴意义。     

CO_2注入煤层中煤储层渗透率变化规律研究

基于煤层渗透率变化对提高煤层气采收率的重要性,研究了煤中矿物质与CO2反应引起的煤层渗透率随时间变化以及渗透率的改善效果。结果表明:煤体渗透率随CO2注入时间的增加呈现出先增大后减小的趋势,渗透率变化量最大值出现在注入CO2后的1.75个月左右;煤储层中注入CO2对原始渗透率较低或较高的煤层改善效果都不理想,而对中等原始渗透率(0.303 6~3.099 0)×10-3μm2的煤层改善效果较好。最后通过分析渗透率与孔隙度随时间的关系,建立了R-R型、I-R型、I-I型3种孔隙度-渗透率关系模型,其中,I-I型对煤层气开发最为有利。     

基于流-固-热耦合的CO_(2)-ECBM数值模拟研究北大核心

为了分析煤储层特征参数对CO_(2)注入煤层提高煤层气采收率(CO_(2)-ECBM)工程的影响,基于二元气体的非等温竞争吸附和渗流扩散特征,建立CO_(2)-ECBM的流-固-热耦合模型,进行CO_(2)-ECBM工程数值模拟研究,分析初始储层温度、渗透率和压力对煤层渗透率、CH;生产速率和CO_(2)封存速率的影响。结果表明:CH;的生产速率在抽采初始阶段下降迅速,之后随着抽采时间的增加,生产速率减幅越小;CO_(2)封存速率可以被分成3个阶段:初始迅速减小,中期几乎保持稳定,后期缓慢减小;CO_(2)未影响区域,煤层渗透率的变化规律是先略微减小然后不断增加,CO_(2)影响区域,煤层渗透率迅速下降;相同条件下,储层的CH;生产速率和CO_(2)封存速率与初始储层温度成反比,与初始储层渗透率和初始储层压力成正比。     

沁水盆地深煤层注入CO_2提高煤层气采收率可行性分析

探讨CO2注入深煤层提高煤层气采收率可行性对于解放我国丰富深部煤层气资源具有积极意义。分析了沁水盆地不同深度条件下储层参数的变化规律,开展了CO2注入煤层增产效应的数值模拟研究。结果显示,煤储层参数随埋深呈非线性变化且各参数显著变化深度具有较好的对应性,存在500~600 m,950~1 150 m两个关键转折界限,据此将煤层划分为浅部、过渡、深部三带。随着埋深增加煤储层强非均质向均质转换,即所有参数在浅部较为离散而深部收敛。通过不同深度煤层的CO2注入生产效果模拟显示,注入CO2后煤层气采收率均得到不同幅度提高;注入CO2提高煤层气采收率效果由过渡带、浅部、深部逐步递减;注入时间越早和越长,提高采收率效果越显著;要实现深部煤层气采收率显著增加必须保证一定的CO2注入量;深部CO2封存优势显著。     

急倾斜特厚煤层煤与CO_2突出防治技术

胶带斜井急倾斜特厚煤层煤(岩)与CO2突出防治工作经30多年不懈的科研攻关、探测和总结,探索出一套适合矿井实际的CO2防治技术。阐述了区域预测、局部预测、检验指标、保护层开采、瓦斯抽放,岩石防突,煤巷头掘进等CO2综合防治措施。     

煤与瓦斯(CO2油气)突出防治措施

煤与CO2、油气突出在国内比较罕见,窑街煤电公司海石湾矿借鉴煤与瓦斯突出的防治技术,采取以抽放为主的防突措施,取得了一定的成效。在介绍该矿突出防治措施的基础上,分析了制约安全生产的有关问题,提出了进一步加强安全生产的技术途径。     

特厚煤与瓦斯、二氧化碳突出煤层煤巷掘进防突技术探讨

特厚突出煤层煤巷掘进过程中,往往受到高地应力、高瓦斯等自然灾害的影响,掘进工作面突出危险性大,掘进速度普遍比较低。通过采用穿层条带预抽、顺层前探钻孔、小直径密集排放钻孔等防突技术,能够确保煤巷的安全掘进。     

浅析高突矿井水力掏煤快速消突工艺

胡底煤矿为突出矿井,因高地应力、高瓦斯等问题,瓦斯治理难度较大。3号煤层赋存不均衡,顶板和底板均存在100～300 mm的软分层,在工作面防突检测中经常造成钻屑量超标甚至突出的危险,影响煤巷安全高效掘进和综采面回采。针对此情况,主要采取对软分层进行水力掏煤,达到了钻屑量不超标的目的,确保了矿井安全生产。     

矿井采煤生产中煤与瓦斯突出的卸压措施

主要阐述了煤与瓦斯的突出、倾出、压出等特征和一般规律,提出了煤与瓦斯突出的防治卸压措施。采取震动爆破、松动爆破、超前排放钻孔、水力冲孔,以及钻孔水力割缝抽放瓦斯、边掘边抽与排放钻孔相结合、回采工作面预抽和边采边抽等措施。     

基于突出煤层区域防突技术研究

瓦斯突出是瓦斯治理的一大难题,基于贺西煤矿三采区3#、4#煤层采取地面钻井以及采掘工作面瓦斯预抽的技术,具体为钻孔间距取15 m,长度至少控制本在工作面及下一区段顺槽上帮15 m,钻孔孔径Φ96 mm,封孔深度应不小于8 m,封孔管直径大于50 mm,经测定得出地面钻井抽采区域内地煤层残存瓦斯含量为5.6 m3/t^6.5 m3/t,较原始瓦斯含量降低了6.4 m3/t^7.3 m3/t、降低幅度为46%~60%,防突效果明显,瓦斯得到了有效治理.     

煤与瓦斯突出机理与突出预测的关系及研究进展

从自然辩证法的角度,界定了突出机理、突出预测技术、突出预测设备及工艺,以及突出预测实践的研究范围、任务和要求,厘清了煤与瓦斯突出机理与突出预测的关系。同时根据这些要求,总结了近些年来在突出机理及突出预测研究中的进展及成果,提出了今后突出预测研究需要关注的重点。     

煤与瓦斯突出危险性预测

介绍用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性方法以及在前岭煤矿预测试验结果，确定了突出危险临界值和突出危险性等级。对煤巷掘进工作面预测突出危险性具有一定的参考价值。