页岩对CO2的绝对吸附量及其影响因素试验研究

为研究页岩在CO_2作用下达到吸附平衡过程中对CO_2的绝对吸附量(n_a)及其影响因素,考虑吸附相体积和页岩体积应变两个因素对吸附系统自由空间体积的影响,基于质量守恒原理推导了适用于"阶段平衡法"的CO_2绝对吸附量计算模型。利用自主研发的"高温高压页岩吸附膨胀仪"开展了0～16 MPa CO_2压力下页岩吸附-变形试验,结合试验计算结果分析了CO_2质量注入量、吸附相体积、试件体积应变3个因素对n_a的影响。结果表明:低CO_2压力下使用该模型计算的n_a值与常规绝对吸附量经验公式计算结果较为一致,当CO_2压力高于4 MPa时CO_2绝对吸附量的计算值明显大于经验公式计算结果,且差值随平衡压力升高而逐渐变大;拟合结果显示:n_a与CO_2平衡压力满足指数函数关系。由CO_2质量注入量因素所引起的吸附量占n_a的比例随平衡压力升高持续降低;由吸附相体积因素所引起的吸附量占n_a的比例随平衡压力升高而增加,在平衡压力高于6 MPa后达到50%以上,吸附相体积因素成为影响n_a的主导因素;由CO_2质量注入量与吸附相体积因素所引起的吸附量占CO_2绝对吸附量的95%以上,而页岩体积应变因素所引起的吸附量对n_a的影响较小,占n_a的比例始终位于5%以下,但对其他吸附质如煤而言,吸附CO_2产生的体积变形量可达试件体积的10%,此时体积应变因素将对n_a产生较为显著的影响。     

极小转弯半径钻井在低渗透率煤层瓦斯抽放中的试验研究

针对在瓦斯渗透率低的煤层中现有的瓦斯抽放方式效率很低的问题,澳大利亚的Grasstree煤矿进行了极小转弯半径钻井系统现场试验.试验采用地面瓦斯抽放方法的极小转弯半径钻井系统能够沿着常规中心竖井在不同埋深的煤层中呈辐射状以极小转弯半径钻进多条深长水平孔,钻进水平瓦斯抽放孔总长1300m,其中最长的182m.试验结果表明,约抽放出900000m3瓦斯,将煤层中瓦斯含量从7.8m3/t减少至3.7m3/t.Grasstree煤矿试验证明极小转弯半径钻井系统在地下煤层瓦斯抽放、减小煤矿瓦斯灾害方面具有很好的应用前景.     

瓦斯抽放孔射流排水排渣方法及实验研究

针对煤矿俯孔积存水和煤渣影响瓦斯抽放效果问题,提出射流排水排渣方法,设计加工出射流深孔排水排渣装置,采用正交试验法验证了该方法可行性,并研究工作参数对其性能影响规律.结果表明:压缩空气压力p对其性能影响最大,随着p值增大排水渣量呈现先增多后减少趋势,存在最优空气压力值p*使其性能最优;存在临界孔深Hnp,即孔深小于Hnp时排出水渣量保持不变,孔深大于Hnp时排出水渣量逐渐减小;其他条件不变,随着孔内水深升高,排水渣量逐渐增大.射流排水排渣方法可行,操作简单,能有效排出瓦斯抽放孔中的水和煤渣.     

BP神经网络模型在深埋隧道岩爆预测中的应用

岩爆是深埋、高地应力区岩质隧道开挖施工过程中发生的主要施工地质灾害之一,它的发生对隧道施工企业的安全生产构成很大的威胁,对岩爆发生可能性及其程度的预测是这类隧道设计、施工及安全生产所面临的重大问题.依据隧道岩爆发生的条件,基于国内外隧道及地下工程岩爆实例,应用人工神经网络方法,建立了岩爆危险性预测的评价模型并应用vc 6.0实现了该评价模型,并将其运用到通渝隧道的岩爆预测中,取得良好的效果.     

城市垃圾填埋场渗滤液的污染及其控制

垃圾的填埋处理会产生大量的垃圾渗滤液,容易对周边生态环境和人们身心健康造成极大的影响.而且渗滤液有机物浓度高,且水质波动大,给处理工艺的设计与运行带来极大的不便.文章分析了垃圾渗滤液的特点及其危害,并对渗滤液的产生、控制以及处理进行了探讨;阐述了渗滤液产生的原因,提出了解决问题的技术途径.并强调进行垃圾渗滤液的处理时应注重可持续发展,促使经济效益,环境效益,社会效益协调发展.     

空化水射流处理垃圾渗滤液实验研究

以重庆某垃圾填埋场的渗滤液为研究对象,采用空化水射流空化降解垃圾渗滤液中复杂有机物,通过实验研究了泵压、围压、pH值和空化时间对空化处理垃圾渗滤液的影响规律,得出了空化水射流能降解有机物,从而显著提高渗滤液的可生化性的结论,同时确定了最佳空化条件是围压0.6 MPa,pH值9.0,空化处理时间90 min,泵压10 MPa。在最佳条件下空化处理垃圾渗滤液,COD和BOD5分别上升了124.8%和293.3%,BOD5/COD也提高了52.44%,色度降低,SS提高了191.5%,为后续处理创造有利条件。     

磨料射流辅助三翼钻头破岩实验研究

通过对磨料射流辅助三翼钻头破碎岩石的力学分析,理论上给出了提高钻进速度的依据,利用自行设计的磨料射流实验系统,采用收敛型喷嘴以不同泵压对预制水泥试件进行冲蚀实验,试验研究表明,在泵压及磨料浓度保持不变的情况下,随着冲蚀深度(靶距)的增加,磨料射流的破岩能力先增大后减小,呈抛物线型变化,存在破碎的最优靶距;随着试件硬度的增加,破岩速度减小,冲蚀深度减小,但破岩最优靶距没有变,同一靶距下,破岩速度变小;随着泵压的增大,磨料射流的最优靶距随之增大,最优靶距受喷嘴加速直线段长度的影响;通过致密砂岩的钻进对比实验得出,在同等扭矩及推力条件下,磨料射流辅助钻进的效率可以提高63.4%.     

地面井卸压的煤层气开发新模式

中国煤层气资源丰富,分布广泛,勘探开发利用前景广阔。为了增强煤层气开发技术与我国复杂煤层气地质条件的匹配性,提高煤层气单井产量,在深入分析我国煤层气产量低的普遍性和差异性地质制约因素的基础上,对煤层气开发模式进行了研究,并提出了一种地面井卸压的煤层气开发新模式。研究结果表明：(1)地面排水降压采气开发模式对浅部硬煤层及含水煤层具有良好适应性,煤层气与煤炭协调开发模式仅适用于煤矿区煤层气开发;(2)基于煤层切割卸压原理,综合地面煤层气开发方式与矿井下瓦斯抽采方式,创新提出了地面井卸压的煤层气开发模式,该模式在地面进行定向钻孔并沿井筒创造卸压空间,充分改变地应力状态进而诱导岩层移动,改善储层渗流条件,提高储层压降传递效率,促进煤层气解吸、运移和产出;(3)地面井卸压开发模式可适用于松软破碎煤层以及高地应力的深部煤层气开发,具有良好的技术基础以及广泛地质适应性等优势;(4)在地面井卸压开发模式基础上,提出了针对我国不同煤层地质条件的煤层气开发模式布局。结论认为,地面井卸压的煤层气开发模式在定向井分段切割卸压开发煤层气以及大直径定向井卸压联合垂直井开发煤层气方面具有较好的应用前景,该煤层气开发...     

井筒四相流动理论在深水钻完井工程与测试领域的应用与展望

海洋深水油气钻完井过程中,井筒内流体流动是一个多组分、存在相变及流型转化的复杂四相流动过程。为了进一步揭示深水钻完井井筒多相流动规律,基于井筒四相流动理论,阐述了其在深水油气钻完井工程领域的应用进展;然后,针对该理论在深水钻完井某些特殊工况下存在的局限性,展望了井筒多相流动理论未来的发展趋势。研究结果表明：①深水钻完井井筒四相流动理论能够充分考虑深水井筒中的各种物理化学现象,可以实现对井筒瞬态温度、压力的精确刻画,进而为深水钻完井水力参数优化设计提供坚实的理论基础;②深水钻井井涌发生后,在泥线低温高压环境作用下,井筒内气相易生成天然气水合物（以下简称水合物）相变,从而改变井筒气体体积分数的分布特征;③在井底高温高压作用下,井筒酸性气气体存在着超临界相变,导致高含酸性气体的气侵具有“隐蔽性”;④深水气井测试过程中,井筒四相流动理论能够准确刻画井筒内水合物沉积、堵塞全过程,为深水气井测试过程中水合物的防治提供理论依据;⑤深水钻井井筒多相流动理论今后的发展趋势,将涉及井筒与深水特殊地层耦合作用机制、深海水合物钻井井筒多相流动理论及支撑深水钻井新技术的井筒多相流动理论的研究。