煤储层速敏伤害机理及防速敏试验研究

为了探索煤储层速敏伤害的控制方法,采用质量分数1.5%KCl溶液为基液,在其中加入不同浓度的阴离子型表面活性剂AS和非离子型表面活性剂NS,配置出35种溶液,对河东煤田柳林地区沙曲矿的焦煤进行煤粉沉降试验、直剪试验,最终优选出用于防速敏的最佳表面活性剂体系为质量分数0.05%AN复配溶液(AS和NS的比例为9∶1),由此构成了表面活性剂压裂液(1.5%KCl+0.05%AN)。研究结果表明:表面活性剂压裂液能润湿煤粉,增大煤粉颗粒间的黏聚力,导致水力压裂产生的煤粉经润湿后迅速沉降、固定,从而减少悬浮煤粉的数量,进而减少孔喉或裂缝狭窄处受到堵塞的机会,实现对煤储层速敏伤害的有效控制。     

基于低负碳减排的深部煤系气一体化开发技术路径

加快推进深部煤系气的商业化开发进程对保障国家能源安全、实现“双碳”目标具有重要意义。基于深部煤系气赋存地质特征，以煤系气一体化开发为出发点，论述采用复合压裂液对煤系气储层进行一体化缝网改造，建立集煤系气增产与CO₂同步封存为一体的低负碳减排技术体系，形成深部煤系气一体化开发技术路径。随着埋深和地层压力增大，深部煤系各类储层中游离气含量增加，煤系页岩气、致密气及水溶气资源贡献逐渐增大，煤系气总资源量增加。相较于煤储层，泥页岩层和致密岩层的可改造性强、敏感性弱，实施一体化改造，在泥页岩层和致密岩层中更容易建立可以长期维系的流体运移产出缝网通道，克服煤储层极易伤害的不足。液相CO₂前置液具有比水基压裂液更强的造缝能力，在深部储层条件下处于超临界态，可通过对储层萃取改性实现增解、增扩、增透和防水锁等增产效应；在储层条件允许的前提下可通过与CH₄竞争吸附强化煤系气产出；液相CO₂吸附也可诱发煤岩体膨胀形成微裂缝，进一步沟通基质孔隙和压裂裂缝，促进气体由扩散运移转为渗流运移。液相CO₂的多...     

煤层气井地联合抽采全过程低负碳减排关键技术研究进展

“双碳”目标的实现与煤层气大规模商业化开发迫切需要新技术。在对煤层气开发与CCUS技术系统分析的基础上，以煤层气生物工程为依托，探讨和展望了地面煤层气开发、煤矿瓦斯抽采以及采空区煤层气开发过程中的低负碳减排关键技术。地面煤层气开发阶段，将煤层气开发转化为煤系气开发、将常规水力压裂转化为大规模缝网改造是实现煤层气商业化开发的有效途径；将液相CO₂和微生物发酵液作为储层改造的工作液，在实现煤系三气储层一体化缝网改造的同时又实现了微生物与CO₂联作下的增气增压、储层改性、CO₂驱替甲烷等多重增产效应，为煤层气增产提供了一条新途径，达到低碳减排目的；此外，通过CO₂的生物甲烷化和同步地质封存实现了负碳减排。可见，对于煤层气开发而言，CO₂可以促使其增产；对于CO₂封存而言，煤储层是其最佳归宿。由此，地面煤层气开发实现了“一低两负”的碳减排。在井下瓦斯抽采阶段，根据硬煤的造缝增透增产、软煤的增容增透增产机制以及相关理论，提出了第1代水力强化技术——水力压裂和第2代水...