Numerical simulation on the movement law of overlying strata in the stope with a fault and analysis of its influence on the ground gas drainage boreholes

In order to study the influence of a fault on the movement law of the overlying strata as well as its effect on the gas drainage boreholes, based on the practical situation of 1242（1） panel at Xieqiao Mine in Huainan, the Finite Element Method （FEM） model was built up, and the distribution of the stress field and the displacement field of the overlying strata in the stope with a fault were simulated by using the FEM software ANSYS. The results indicate that because of the existence of the fault, the horizontal displacement of overlying strata near the gas drainage borehole becomes larger than that in the stope without a fault, and the distribution of the stress field of the overlying strata changes greatly. When the working face is far away from the fault, the distribution of the stress field is approximately symmetrical. As the working face advances to the place 50 m away from the fault, the stress range at the right side goaf area is as twice as that at the left side. Here, the stress distribution area of goaf area and the fault plane run through, the fracture-connected-zone is formed. It can be presumed that the gas adsorbed in the coal and rock will flow into the fault zone along the fracture-connected-zone, which causes the quantity of gas drainage reduce remarkably.     

钻孔水力开采用气力提升装置的实验研究

为阐明进气方式对气力提升特性的作用规律,以普通河沙模拟井下矿层,利用小型输沙系统实验研究在恒定浸入率和供沙量下气孔数量与进气角度对扬水量、扬沙量及总效率的影响。结果表明:任一进气方式下扬水量、扬沙量及总效率并不随气量值增加呈现单调特性,前两者峰值所处位置大致接近,且较总效率峰值对应点右移。气孔数量和进气角度对扬水量及扬沙量影响较小,对总效率影响程度稍大。就整体而言,对应气孔数量和进气角度分别为4和90°时其扬沙量与总效率较其它进气方式上扬。另外,实验测得最高扬沙效率所对气相佛汝德数大致相同,约为2.5,且最佳扬沙效率所对应的气相佛汝德数随管径递增。     

GFT型防塌减阻剂的性能评价与现场应用

为解决现有沥青软化点高、分散性差、较低温度条件下润滑性差及稳定孔壁能力不强等问题,研制了以沥青及树脂材料为主要原料,软化点为35℃的GFT型防塌减阻剂。这种防塌减阻剂具有稳定性好,润滑能力强,在不增加钻井液粘度的同时,可有效降低钻井液的滤失量;沥青质粒子的附着能力强,可有效充填与封堵孔壁微裂缝、微孔隙,粘接破碎岩块或颗粒,提高孔壁稳定性。淡水膨润土基浆中加入1%的GFT型防塌减阻剂,其润滑系数降低率达80%以上。经青海鱼卡煤田勘探区ZK30-7孔及ZK30-8孔2个钻孔的现场应用,证明了GFT型防塌减阻剂对破碎地层具有良好的护壁效果;同时能显著降低钻具扭矩,体现出优良的润滑性能。     

地质勘探钻孔轨迹计算新模型

确定钻孔轨迹是分析处理钻孔偏斜问题的前提。将测斜参数中的孔深s作为变量,用多项式函数逼近的方式建立钻孔轨迹的参数方程,推导了确定钻孔轨迹空间位置的数学模型,通过算例表明模型有较好的精度。     

注钆中子寿命检测压裂缝可行性试验

注钆中子寿命测井能否进行压裂缝检测,国内外很少见到这方面的报道和应用。针对该问题,进行了注钆中子寿命检测压裂缝的试验。从井眼影响、径向探测深度及有效裂缝内钆浓度方面进行了一系列试验,获得了大量的试验数据和认识。     

石门揭煤预抽瓦斯钻孔设计方法与应用

石门掘进为快速安全地揭煤通过煤层,依据“四原则”前探钻孔布置及“三点法”探孔资料分析并融合“后视点”、“截流抽采”等技术,提出了“五步法”预抽钻孔设计方法.实践结果表明:“四原则”前探钻孔布置方式可准确探明煤层赋存情况,按“五步法”预抽钻孔设计方法可保证钻孔施工的准确性,孔深误差±3 m,可消除由于钻孔施工不准而导致抽采瓦斯空白带的出现,有效抽采揭煤区域瓦斯及石门安全掘进顺利通过煤层.     

新型胺基抑制剂FYZ-1在长岭油田的应用

吉林油田松辽盆地南部长岭断陷登娄库组和营城组地层富含泥岩,易吸水膨胀,造成井眼垮塌等复杂情况发生,在现场聚磺钾盐钻井液的基础上,使用研制的胺基抑制剂FYZ-1进一步提高钻井液的抑制性能,有效抑制膨润土分散,岩心一次回收率由77.6%提高至95.1%。在长深登平26井和长深平14井等6口井进行了现场应用,结果表明,胺基抑制剂FYZ-1可有效解决坍塌、掉块等复杂情况,保证了长水平段安全、顺利钻进。     

钻井过程中井径扩大的预测分析

从力学角度对井径扩大进行了分析，建立了预测模型，通过编制的计算机软件，输入相关的钻井参数和力学参数，对井径扩大进行了预测。油田应用实例表明，该预测方法有较高的精度，简单、实用。     

影响泥页岩在清水中膨胀率因素的探讨

通过对各油气田所钻遇泥页岩的实测数据的综合分析,讨论了泥页岩中晶态粘土矿物种类和含量、非粘土矿物、阳离子种类、泥页岩的埋深及外界温度与压力等因素对泥页岩在清水中膨胀率的影响.结果表明:泥页岩中蒙皂石或伊蒙间层含量和伊蒙间层的间层比是影响泥页岩在清水中膨胀率的主要因素,泥页岩膨胀率随伊蒙间层的含量和间层比的增加而增大,当伊蒙间层从无序间层转变为有序间层,间层比降至40%以下时,泥页岩膨胀率显著降低;泥页岩中含有石膏、氯化钠、芒硝等无机盐时,加剧其吸水膨胀;泥页岩在清水中的膨胀率随非晶态粘土矿物含量的增加而增大;随着泥页岩埋深的增加,其膨胀率下降;泥页岩的膨胀率随温度升高而增大,随压力增大而下降.     

有效提高页岩气井固井质量的泥饼固化防窜固井技术

X2井是湖北某盆地的一口重点页岩气评价井。为解决该区域存在的φ139.7 mm生产套管固井前钻井井漏严重、井径极其不规则、固井质量难以保证后续储层体积压裂作业等问题,在室内评价实验的基础上,决定使用泥饼固化(MCS,Mud Cake Solidification)防窜固井技术。该项技术的机理是把泥饼固化剂放在先导水泥浆之前注入,通过其与井壁泥饼接触并进行一系列化学反应,形成的胶凝物质对泥饼中的各物质进行填充和黏接,相互胶结形成致密的固结体,进而实现固井二界面泥饼固化。X2井的现场应用效果表明:声波一变密度测井(CBL/VDL)解释结果第一界面固井质量胶结好的占91.4%,胶结中等的占8.3%,胶结差的占0.3%;第二界面固井质量胶结好的占29.4%,胶结中等的占70.6%,胶结差的占比为0,综合评价为优质,较邻井(X1井)固井质量大幅度提高;X2井经初步压裂,测试获得页岩气产量900 m~3/d。充分说明了MCS技术不但可显著提高复杂井界面胶结质量和层间封隔效果,满足页岩气体积压裂的需要,而且还能避免因顶替效率低、界面胶结质量差而导致的测井质量差和潜伏的环空气窜问题。