“U”型井开发煤层气适应性研究

国内外煤层气研究成果和生产实践证明,需要不同类型的钻井开发煤阶、含气量、含水量等关键参数相异的煤层,以实现煤层气产能最大化。作为一个新的钻井类型,研究"U"型井适合钻探的煤层类型对于提高其产能,实现中国煤层气产业化至关重要。为此,选取沁水、鄂尔多斯盆地等中、高煤阶盆地,根据其地质资料及煤层气生产资料,从煤阶、煤层厚度、煤割理与钻进方向关系、含水量、煤层倾角等方面阐述了"U"型井钻井适应性,认为低煤阶煤层因硬度、密度低,采用"U"型井钻探容易引起坍塌;"U"型井采用两井连通、地质导向、远距离穿针等新技术,而厚煤层在有效使用这些技术的同时,更容易实现在煤层中钻进;"U"型井具有水平井和直井两个井口,可以更有效排出高含水煤层中的承压水,同时也可利用煤层坡度,将直井设置在煤层下倾方向,利用重力排水采气;"U"型井中的水平井具有方向性,垂直于面割理方向钻进可以获得较大产能。以上研究成果表明:"U"型井可以有效开发割理发育、具一定倾角、高含水的中高煤阶厚储层。该研究成果为"U"型井高效开采煤层气指明了方向。     

煤层气U型井煤粉产出机理及影响因素研究

煤粉产出的控制直接决定煤层气的开采成本与经济效益。针对沁水盆地寿阳区块煤层气U型水平井作业特点,从岩石力学与煤层气地质学角度出发,分析了煤粉来源与产出机理,总结出煤层地质与开采工程扰动对煤粉产出的影响。研究表明:煤粉主要来源于煤层裂缝中游离态的煤粉和因煤体骨架结构破坏产生的煤粉,而引起煤体骨架结构破坏的机理可分为剪切破坏与压实滑移破坏两种;煤粉的产出是多种因素共同作用的结果 ,煤层的地质条件是煤粉产出的内部因素,工程扰动是外部因素。同时提出了适合U型煤层气井的科学的煤粉防控措施:加强煤储层在平面上与垂向的特征研究,采用欠平衡或近平衡钻井工艺尽量避开在易产粉的软煤层进行施工作业;在完井过程中采用玻璃钢管或PE管完井;在排采过程中要保证连续、平稳和合理的降压。     

反循环钻进工艺在煤层气井中的应用

介绍反循环钻进工艺的工作原理、运用条件与施工要求。通过在某煤层气井中应用反循环钻进与常规正循环钻进2种钻进技术,对2种工艺的效果进行对比分析研究。研究结果显示:较之常规钻进工艺,反循环钻进工艺具有便捷捞砂、漏层钻井效率高、可减少或消除钻井液的漏失、保护储层、延长泥浆泵使用寿命、井控灵活等优点。     

地质导向技术在煤层气开发中的应用

传统的煤层气开采方式为地面直井排水降压开采,但这种方式开采煤层气单井产量低、经济效益比较差。采用水平井开发煤层气能够增加区块煤层控制面积,提高单井产能。目前沁水盆地北部煤层气开发已布置多口U型开发井。为了实现低成本高效开发,随钻测井参数仅有方位伽马。通过采用地质导向技术,保证水平井水平段轨迹钻入目标煤层内,提高煤层钻遇率。     

U型井开发干热岩井筒温度场研究

干热岩开发主要采用水力压裂的方式,而以U型井方法取代固有开发模式,具有减少水损、提高能量衰减周期,避免诱发地震等显著优势。因此,建立了U型井井筒和干热岩储层非稳态流动传热耦合模型,采用有限体积法结合Crank-Nicolson全隐式格式进行离散求解,并通过地热井数据验证了模型的可靠性。研究了干热岩开采过程中井筒及地层的温度变化特征,定量分析不同的敏感性因素对出口温度的影响,利用正交试验法明确影响取热量大小的因素排列。结果表明：各个因素的大小对出口温度影响明显,而影响取热量的因素由主到次为注入流量、水损率、岩石导热系数、水平段长度、入口温度、井筒直径。研究成果进一步完善了干热岩高效热提取理论,可为我国干热岩地热能的开发利用提供借鉴作用。     

煤层气废弃井处置研究

中国煤层气井地面开发大部分集中在煤矿区,随着采煤的范围和区域逐年扩大,造成的煤层气井废弃数量逐渐增多。对于煤层气地面垂直井,通过分析总结煤层气废弃井的现状,研究了煤层气井套管对煤炭开采的影响,开展了对套管射孔、套管锻铣、套管封堵三种不同处理措施的试验及总结。通过介绍项目实际情况,找出消除煤层气废弃井不利影响的方法,并对煤层气废弃井处置进行研究,最终形成煤层气废弃井的处置方法和煤层气井改造方法。     

煤层气井光杆密封材料研究

文中通过分析煤层气井井口盘根盒喷水原因,总体概括为偏磨、光杆受损的问题、密封材料的问题和排水管道的问题,抓住水从光杆和密封材料间隙喷出的源头,重点分析了传统橡胶制品(盘根)对排采水的密封原理和存在的问题,对盘根盒密封材料作出改进,从物性材质方面对比橡胶制品和棉纺织品,认为棉纺织品对水的密封性能远远超过橡胶制品;从力学性质方面,对普通盘根、锥型盘根和棉纺织品在盘根盒中的受力情况分析对比,棉纺织品所受的摩擦力、径向压力、膨胀力均有利于排采水的密封,而且其柔软性也使得它不受形态影响,不受盘根盒规格限制,填料空间足量充填,再结合现场应用到煤层气井上,密封时间成倍增长,密封效果得到明显改善。从成本方面分析单井用量,棉纺织品大大降低了排采经费,综合分析认为棉纺织品为最佳光杆密封材料。     

灰色关联分析在阜康西区煤层气产能地质影响因素评价中的应用

阜康西区构造上位于准噶尔盆地东南缘博格达山山前断褶带,阜康向斜的仰起端。依据区块内40口煤层气探井的测井、录井、分析化验和地震等资料,在单因素否决评价的基础上,利用灰色关联分析法,对影响煤层气井产能的各个地质因素进行分析,并与专家打分评价结果做了对比。结果表明:各地质影响因素与日均产气量的关联度为0.4125~0.8247,即各地质因素对日均产气量均有影响,其中煤层渗透率、煤层埋深以及水动力条件是影响矿区内煤层气井产能最为显著的三个因素;煤体结构、煤层厚度的影响程度中等;解析压力梯度、煤层含气量以及储层压力梯度的影响程度最弱,可忽略不计。通过对比灰色关联分析法评价结果与专家打分评价结果可知,二者差异率为34.4%,通过实例对评价结果可靠性进行验证,结果表明灰色关联分析法的评价结果更加准确可靠。     

U型井取热不取水地热开采潜力及影响因素分析

取热不取水井筒闭循环采热工艺是开采地热水低产区、地热尾水回灌难地区地热资源的有效方式。为了研究U型井式闭循环地热系统对中低温砂岩地热资源的可持续开采能力,文章以河北任县已有的地热地质数据和短期供暖数据为基础,使用井-储耦合模拟程序T2WELL对U型井采热能力进行数值分析,探究U型井式闭循环地热系统对该研究区地热供暖的可持续潜力。此外,定量分析了不同关键工程参数对U型井提热能力的影响,以指导设计合理的U型井取热不取水地热开采方案。结果表明：U型井地热开采系统的产流温度和提热功率在同一个供暖季内随时间降低,在连续多个供暖季内也随时间降低,其变化趋势为先快后慢。基于文章模型研究,确定U型井式闭循环地热系统最适合的注采流量、回灌温度、水平井长度分别为60 m3/h,10℃和400 m。     

煤层气在化工领域中的应用

我国煤层气资源丰富,部分地区已获得商业性开发。作为主要成分是基本化工原料(甲烷)的煤层气,具有广泛的加工价值。本文介绍了煤层气在化工领域中的应用。     

瓦斯管道阻火器在煤层气发电中的应用分析

我国是世界上煤炭生产大国，蕴藏着丰富的煤层气资源，随着对环境、能源重视程度的增加，我国也逐渐加大了对煤层气的利用，尤以这几年比较突出。煤层气是热值高、无污染的新能源。它可以用来发电，用作工业燃料、化工原料和居民生活燃料。尤其在发电行业，越来越得到广泛使用，随之而来的安全问题应得到广泛关注。利用冷壁淬熄原理的瓦斯管道阻火器在防止瓦斯爆炸回火、防止火焰蔓延及其它许多情况下发挥不可替代的作用。     

形状因子法在垂直U型埋管传热分析中的应用

竖直U型埋管热交换器是地源热泵系统的重要组成部分。文章以能量平衡为基础,采用传热学中的形状因子法,针对某一常用结构形式的地埋管换热器热阻和换热量进行了数值计算。在此基础上,重点分析了钻孔深度、孔内的管间距、地埋管进水温度和土壤温度对换热器热阻和换热性能的影响,旨在为竖直U型地埋管换热器的设计和工程应用提供必要的参考。     

煤层气井排出水的水质研究

叙述了煤层气排出水的水质物理、化学性质以及水质分析情况,提出,要对排出水进行检测,并采取有效防护措施,以免对环境造成影响,尤其是对地下水的污染。     

赵庄区块煤层气井测井解释含气量模型应用研究

确定煤层煤质和含气量是煤层气测井评价的重要内容.从煤层体积模型出发,通过对沁水盆地赵庄区块煤芯实验数据进行统计,结合测井响应特征,提取了与煤质以及含气量相关的测井信息,利用统计回归的方法,建立赵庄区块煤层气井测井解释含气量模型,并通过计算结果验证了模型的合理性,在此基础上,对煤层气储层的煤质及含气量等储层参数进行了实测...     

U型钢管空气预热器在CFB垃圾焚烧锅炉中的应用

介绍一种布置于过热器之前的U型钢管空气预热器结构。这种结构在CFB纯烧垃圾锅炉中应用,可以提高一次风的温度,减少进风热损失,稳定炉膛的燃烧工况,实现锅炉高效节能运行。     

低渗透煤层气井产能数值模拟研究

在煤层气开采过程中,设计合理的开采流程可减少开采过程造成的煤层损伤,这是提高煤层气井产量的关键。叙述了煤层气储层特征及运移产出机理,利用Comet3软件进行了低渗透煤层气井产能数值模拟。     

霍林河盆地煤层气地质特征研究

主要是从霍林河河组的地质条件及其煤层特征双角度出发,详细地阐述了霍林河盆地煤层气的基本地质特征,指出煤的镜质组反射率多在0.5%~0.6%之间,煤质含气量最高为7.7m3?t-1。煤质中煤层气含量以及煤层气中甲烷含量随深度加大而迅速增加。400m以下为甲烷带,400m以上为甲烷——氮气带。同时,预测了有利于煤层气形成和勘探的有利地段,9-73孔、21-11孔附近地区为最有利煤层气勘探区。