非低阶煤煤层气解吸关系研究

煤层气解吸作用的研究可较好地预测产气量和气量持续周期。对当前数个煤层气勘探开发较为活跃地区的煤进行了吸附解吸实验,通过对实验数据拟合分析,得到煤层气降压解吸服从数学模型Vd=adbdp/1+bdp+c。在煤层气井排水降压产气过程中,采用此模型对煤层气的解吸量进行计算,揭示了降压解吸滞后是由于剩余含气量c的存在,解吸量ad与最大含气量amax线性相关,最大解吸率为c/amax,生产上要提高解吸量只能通过改变吸附系统吸附热与解吸速率。通过2口直井与2口水平井的排采实践对本文研究结论进行了验证。     

煤层气井解吸区预测模型研究

为跟踪了解煤层气开发动态,实现煤层气藏储量动用程度评价、井网优化等目标,建立煤层气解吸区扩展预测方法.基于煤层气两相流阶段生产气水比特征,运用稳态逐次替换法,建立不同生产阶段两相流稳态压力分布模型;结合物质平衡方程,提出并建立煤层气直井、压裂直井解吸区扩展预测模型.研究结果表明:该模型预测解吸区范围与数值解吻合较好.在韩城煤层气小井组应用、直到生产525d后,A井解吸区椭圆长短半轴范围分别为150.5～188.0m,138.0～178.0m;B井分别为170.0～215.0m,159.0～206.5m,此时A,B两井解吸区已干扰或接近干扰,而C,D两井投产后解吸区很快与A井干扰.     

煤层气低速非达西渗流解析模型及分析

基于渗流理论中质量守恒和动量守恒方程,建立了考虑煤层气解吸效应和低速非达西渗流特征的渗流数学模型,推导出全新的煤层气低速非达西径向流压力分布解析解和产能方程,定量计算后对低渗透煤层气产能低和储层难以有效动用进行了理论分析。研究结果表明:1)拟启动压力梯度每增加1kPa/m,储层有效动用半径下降约30%,因此拟启动压力梯度的存在使得井筒外围储层难以有效动用,对煤层气开发影响较大;2)解吸能力每增加1倍,煤储层的有效动用半径增加15%左右,因此煤层气开采过程中储层解吸能力越强,压降效果越好,储层波及范围则越大.     

固流耦合作用下煤层气解吸-渗流实验研究

以典型的高瓦斯矿井阜新孙家湾矿为研究对象，利用自主研制的自压式三轴渗透仪，对煤层气解吸和渗流间的相互作用规律进行了实验研究．实验过程中连续进行加载和卸载（改变轴压、围压和孔隙压）并考虑了固流耦合作用影响，模拟了三维应力下煤层气运移过程．实验结果表明，加载条件下，渗透率和渗透系数与孔隙压力、解吸量、解吸时间的关系具有相似性．在此过程中，渗透率和渗透系数随孔隙压增加均呈非线性递减关系，都具有负指数规律，而解吸量和解吸时间均呈多项式形式增加，且渗透率和渗透系数存在某一临界值，当小于此值时渗透率和渗透系数随瓦斯孔隙压力增大而减小．卸栽条件下，有效水平应力与渗透率和渗透系数呈抛物线关系（先减小后增大），而有效水平应力与解吸量和解吸时间均为负指数形式递减，具有典型的煤层气开采的三阶段主导作用特征（有效应力主导阶段、基质收缩主导阶段和滑脱效应主导阶段）．实验结果真实地反映了煤对瓦斯的吸附和解吸作用；实验结论与前人研究结果吻合较好，说明实验方法和步骤是合理的．     

钻井液条件下煤芯煤层气解吸扩散行为及其影响

准确求取钻井液条件下煤芯煤层气逸散量,是确定煤层含气量的关键.基于钻井液条件下煤芯提取过程中煤层气解吸自动模拟实验结果,系统讨论了煤层气压力、提钻速度、煤芯粒度和钻井液密度对解吸扩散行为的影响.结果表明:煤层气压力是决定逸散量的主要内在因素,煤层气压力越大,解吸速率也越大,逸散量也越大;提钻速度是影响逸散量的外在因素,提钻速度越大,逸散量越小,对构造煤影响较小;煤芯中煤颗粒自然粒度影响逸散量,粒度小的逸散量多;提高钻井液密度在一定程度上可以减少逸散量.根据模拟实验数据,拟合得到煤层气压力和逸散量之间的统计关系式.煤芯煤层气扩散解吸是煤层气压力和钻井液柱压力不断寻求平衡的动态过程,因而具有独特的变压解吸行为.     

低煤阶煤层气成藏条件及主控因素分析

低煤阶煤层气在我国资源丰富,具有良好的勘探前景.作为一种非常规气藏,其在烃源条件、运移方式、储集条件、圈闭机制、流体存在状态等方面与常规天然气藏均存在较大差别.低煤阶煤层气富集的主控因素分为内因和外因两大类,其中煤岩演化程度、显微组分、温度、水分、构造为主要影响因素.     

煤层气成藏的构造应力场研究

构造应力场是控制煤层气成藏极为重要的因素，深入探讨不同性质构造应力场对煤储层的改造及控制机理，将会为煤层气勘探前景评价提供重要的理论基础．本文在区域构造应力场研究的基础上，分别探讨了不同性质构造应力场的作用特征及其对构造发育、构造展布、构造组合及构造变形的控制作用；分析了不同性质构造及其组合、应力-应变环境对煤储层的改造作用，探讨了不同变形机制和不同结构构造煤在不同构造应力场中的发育及展布规律．研究表明，挤压应力场作用下，在强变形带的中心及其附近，可以形成糜棱煤类构造煤，但糜棱煤分布较为局限；在较大范围内形成脆性变形系列的构造煤，是煤层气勘采的有利区带；拉张构造应力场中，大部分区域内有利于煤层裂隙的形成和渗透率的提高，但易造成煤层气的散失，含气量降低，应重视有利的储气构造的研究．剪切构造应力场中，以平移断层为界，煤层的赋存状态、煤体结构和煤储层物性都会存在一定的差异，应对不同的构造单元分别研究其煤储层特征．     

煤气流解吸废氨水中氨氮的研究

利用煤气流解吸焦化废水中的氨氮,通过小型工业化试验,得出其较优工艺条件：废水温度为90℃,气液体积比为850,解吸助剂投加量为20 mg/L,废水pH值为10.4,废水停留时间为120 min。此时焦化废水氨氮脱除率高达94.79%,处理后焦化废水中剩余氨氮含量为195 mg/L,完全满足生化进水要求。     

变形煤及其吸附-解吸特征研究现状与展望

从变形煤特征、成因、多相介质条件下的吸附-解吸、多元气体的吸附-解吸以及瓦斯吸附-解吸影响因素等方面综述了国内外瓦斯变形煤吸附-解吸研究进展,分析了当前我国变形煤吸附-解吸研究中存在的关键问题和难点,最后对变形煤吸附-解吸的发展趋势和需要解决的问题作了进一步探讨.     

中低煤阶煤层气储层孔隙结构分段分形特征

为明确韩城、保德区块煤岩孔隙结构分形特征,基于火柴棍模型,推导了新的分形特征表征方法,并利用扫描电镜实验和压汞实验数据对新方法进行验证,在此基础上研究了中、低煤岩孔隙结构分形特征。结果表明,火柴棍模型更能精确表征中、低煤阶煤岩的双重孔隙结构特征。在双对数坐标中,进汞饱和度与毛管压力成双线性关系,即以半径1 μm为界,中低阶煤岩孔隙结构具有分段分形特征,孔隙和裂缝具有不同的分形区间和分形维数。韩城、保德区块裂缝分形维数和孔隙分形维数分别在2.80~2.98和2.17~2.33,且裂缝分形维数随孔隙分形维数增加而增加,两类分形维数均随平均孔隙半径、孔隙度和渗透率的增加依次降低。表明煤岩分形维数可以作为储层评价的关键指标,分形维数越小,储层物性越好。煤岩分形维数能够表征其孔隙结构的非均质性,分形维数越大,孔隙结构非均质性越强。韩城、保德区块割理、裂缝的分形维数远远大于孔隙分形维数。     

煤层气直井提产阶段合理压降速率的确定

目前,煤层气直井提产阶段的排采控制主要根据排采理论结合工程经验进行定性控制,缺少基于理论的数学模型,难以对排采进行定量控制。基于试井、渗流、等温吸附等理论,结合实验室测试及结果分析,建立了提产阶段合理压降速率的数学模型,并分析模型参数对压降速率的影响及验证模型的准确性。现场排采数据分析和数学模型计算结果对比表明,根据数学模型可以对提产阶段的排采进行定量控制,为煤层气直井的现场生产提供指导。     

渗透剂溶液侵入对瓦斯解吸速度影响实验研究

针对瓦斯抽采后回采工作面瓦斯超限问题,利用自主研发的外液侵入条件下瓦斯解吸实验装置,首次实验研究了有、无渗透剂溶液侵入条件下含瓦斯煤体的瓦斯解吸速度变化规律,探讨了利用水锁防止工作面瓦斯超限的可行性与实施途径.结果表明:渗透剂溶液侵入后对瓦斯解吸具有水锁损害作用,在其作用下能够降低和延缓含瓦斯煤的瓦斯解吸速度;水锁对瓦斯解吸的阻碍作用随瓦斯压力水平的降低而增加,尤其在瓦斯压力水平为1.0MPa及以下时表现最为明显;在前1h之内,瓦斯解吸速度降低7%～26%;在12h时除压力水平为1.0MPa的含瓦斯煤体其瓦斯解吸速度降低26%外,其余各压力水平的瓦斯解吸速度均能够降低40%以上,表明随着时间的延长其效果也越明显;在前20min以内存在液置气现象.     

煤的微生物脱硫的实验研究

煤中硫的脱出可以减轻对环境的污染,而煤的生物充是很有前景的一种脱硫方法,利用空气搅拌法,研究了内蒙古自治区酸性矿井水、土壤液、城市污未和工厂废液对乌达雀儿沟煤中硫的脱出能力,经过２ｄ细菌２和１５ｄ脱硫,发现除城市污水外,其余的均能脱掉煤中部分硫,硫脱除率２６．９５－３８．７７％;而且,中性环境与酸性环境有着几乎一致的硫脱除率。     

某高瓦斯矿煤岩渗透特性的实验研究

从某高瓦斯矿采集煤样.通过扫描电镜对其微结构和孔隙裂隙特征进行了观测.利用电液伺服岩石力学试验系统以数控瞬态渗透法进行了标准煤样全应力应变过程的电液伺服试验.根据实验结果计算出了煤样破坏过程中不同应变下的Darcy流渗透率、非Darcy流渗透率、非Darcy流β因子和加速度系数,给出了主应力差、煤样渗透率、非Darcy流β因子和加速度系数与轴向应变关系曲线,研究表明:该矿煤样结构均一,具有壳状断面和放射性细纹,有时可见稀疏裂隙;在煤样破坏过程中,由于围压的作用,全应力应变过程中煤样的渗透率随着应变的增大而发生变化;非Darcy流β因子和加速度系数趋势相同.     

煤矸石代黏土煅烧水泥熟料配方优化试验研究

为获得煤矸石代黏土配料应用于水泥生产的煅烧热工条件和合理配方,选取不同煤矸石和不同品位的石灰石等原料配制6种水泥生料,在实验室熟料煅烧试验台中进行不同温度下煅烧水泥熟料的试验研究,对试验所得的熟料样品分别进行了游离CaO质量分数的测定和矿物组成的X射线衍射（XRD）分析.试验结果表明：煤矸石代黏土与中钙石灰石和高中钙石灰石配料,都能烧制出合格的水泥熟料,烧成温度比黏土配料的烧成温度降低50 ℃以上;而煤矸石与高钙石灰石的配方则在烧成温度上没有明显优势,说明煤矸石与中钙石灰石或高中钙石灰石配料更能烧制出高质量的水泥熟料.     

煤体内部爆炸作用的模拟试验研究

在煤体中实施爆破作业是煤矿生产常用的技术手段,但煤体中爆炸作用机理目前尚不清楚.为研究煤体中爆炸作用情况,采用不同配比的相似材料模拟不同强度的煤体,在实验室完成了相似煤体内部的爆炸试验.利用USB超动态应变测试仪和DasView2软件测试分析了模拟煤体试件内部的动态应变波、爆炸应力波在不同强度的相似煤体中的衰减规律,通过对模拟试件切割,宏观描述了试件内部爆破产生的裂缝形成情况及其分布规律.     

掺配煤燃烧方案与稳定燃烧措施

燃用劣质煤是目前各火电厂都必须面对的课题.本文介绍了洛河电厂掺烧劣质煤的方案与稳定燃烧措施,在实际生产中取得了良好的效果.     

散煤的大变形应力应变关系试验研究

为了得到散煤的本构关系,设计了散煤在侧限条件下的大尺寸轴向压缩试验以测定其在轴向分级受压时的应力应变关系,应力和应变的度量分别采用Cauchy应力和对数应变.分析了燃煤的本构关系特点,整理得出:体积应力的对数和体积应变之间近似呈线性关系,偏应力的对数与偏应变之间也近似呈线性关系,此关系符合多孔介质弹性理论中所指出的材料的应力应变关系.基于多孔介质弹性本构模型,通过线性回归分析得到了散煤的体积模量和剪切模量的一般表达式.     

不同煤级煤样的孔隙综合表征方法研究

煤的孔隙特征对于研究煤的吸附解吸特性、扩散性、渗透性以及瓦斯突出事故的发生机理具有非常重要的意义。为研究不同煤级煤样的孔隙综合分形特征,利用ASAP2020比表面积及孔径分布测定仪,在低温液氮的环境下,对不同变质程度的煤样进行孔隙测定,并利用FHH分形维数计算模型对实验数据进行拟合,得到各煤样不同孔径段的分形维数;同时利用各孔径段的孔隙体积比作为权值,对各个煤样不同孔径段的分形维数进行加权求和,得到各煤样的综合分形维数。将煤样的综合分形维数与其总孔隙体积进行比较分析,可知不同煤级煤样的孔隙具有明显的分形特征,其总孔隙体积越大,综合分形维数越大,孔隙表面越粗糙,孔隙分布则相对复杂。