煤层气垂直井重复水力压裂综合评价方法研究

系统分析了重复水力压裂选井的主要影响因素,建立了重复水力压裂选井事故树模型;根据多层次模糊数学综合评价方法结合事故树模型,建立了煤层气垂直井重复水力压裂选井评价指标体系.根据评价指标体系,对沁水盆地东南樊庄区块部分产气效果不好的煤层气井能否对二次压裂进行评价.结果表明,该方法能较好地为现场煤层气垂直井重复水力压裂选井提供理论依据,投资风险大大降低.     

CO_2注入煤层中煤储层渗透率变化规律研究

基于煤层渗透率变化对提高煤层气采收率的重要性,研究了煤中矿物质与CO2反应引起的煤层渗透率随时间变化以及渗透率的改善效果。结果表明:煤体渗透率随CO2注入时间的增加呈现出先增大后减小的趋势,渗透率变化量最大值出现在注入CO2后的1.75个月左右;煤储层中注入CO2对原始渗透率较低或较高的煤层改善效果都不理想,而对中等原始渗透率(0.303 6~3.099 0)×10-3μm2的煤层改善效果较好。最后通过分析渗透率与孔隙度随时间的关系,建立了R-R型、I-R型、I-I型3种孔隙度-渗透率关系模型,其中,I-I型对煤层气开发最为有利。     

临兴地区深部煤储层地应力场及其对压裂缝形态的控制

地应力是煤储层压裂改造的关键控制因素。基于电成像测井和水力压裂数据,结合Abaqus软件模拟,查明了研究区深部煤储层地应力空间展布规律,探讨了地应力对压裂裂缝延展的影响。结果表明,临兴地区最大水平主应力方向近似呈EW向。地应力的垂向分布具有明显分带性,存在1 200 m和2 000 m两个临界转换深度。1 200 m以浅,地应力以垂直主应力为主;埋深介于1 200～2 000 m时,水平主应力占据主导;当埋深超过2 000 m时,地应力再次转换为以垂直主应力为主。研究区深部煤储层地应力主要表现为最大水平主应力>垂直应力>最小水平主应力(σ_hmax>σ_V>σ_hmin)。地应力的平面分布受埋深和构造2方面控制,埋深导致地应力整体呈南高北低、西高东低的特征;褶皱和断层使得研究区北部地应力呈条带状分布,背斜核部水平地应力较大,向斜核部及断层发育区水平地应力较小。研究区地应力组合特征决定了煤储层压裂裂缝以垂直裂缝为主,局部容易形成一些复杂缝。在天然裂隙存在的情况下,水平主应力差小于3 MPa时,压裂裂缝沿天...     

注CO2与煤中矿物反应渗透率变化规律

以晋城矿区寺河井田为研究对象,借助扫描电镜和X射线衍射仪得出煤中矿物成分和充填方式;基于煤储层几何模型结合渗流理论,构建了煤体原始渗透率和矿物溶解后渗透率变化的数学模型;在对寺河矿孔径分布、不同矿物溶解度测试基础上,探讨了注CO2后与煤中不同矿物反应渗透率的变化规律。研究结果表明：煤中矿物主要为黏土和碳酸盐矿物;煤中矿物主要以薄膜状附着和完全或半充填于煤层裂隙2种充填方式存在;不同矿物溶解、沉淀时间差异性导致注CO2后煤储层渗透率呈现先增加后减小趋势;在矿物含量相同条件下,在大孔径孔裂隙中附着或充填的矿物含量越高,矿物溶解后煤储层渗透率增加越多。煤层注CO2后煤层渗透率变化实验测试一定程度上验证了数学模型的可靠性。     

“华龙一号”首台应急柴油发电机组安装

针对“华龙一号”12PC2-6B型应急柴油发电机组（emergency diesel generator,EDG）因重量大、体积大导致运输和现场安装均受到限制等问题,采用分体式运输方式,现场进行复装,并首次以树脂浇注的方式进行机组的安装。通过优化安装方案,国内首台12PC2-6B型EDG顺利完成安装,满足预期目标要求,为类似安装方案的应用推广奠定了坚实基础。     

临兴地区上石炭统本溪组煤成熟度演化过程研究

以临兴地区上石炭统本溪组含煤岩系为研究对象,基于化学动力学理论与计算模型,应用盆地模拟技术,对本溪组煤的成熟度演化过程进行了恢复研究,结合煤镜质体反射率与煤层顶板砂岩流体包裹测试分析技术,对数值模拟结果的准确性进行了修正与验证,认为白垩纪剥蚀量的计算是埋藏史恢复研究的关键,流体包裹体均一温度和岩相学分析有助于提高煤成熟...     

不同倾角正断层附近应力分布规律数值模拟研究

查明不同倾角正断层附近应力分布规律对瓦斯分布规律预测、煤与瓦斯突出预测具有重要的参考价值。以鹤壁四矿31052采煤工作面内不同倾角正断层参数为基础,结合实验室岩石力学测试,构建了正断层地质模型;借助ANSYS有限元模拟软件对不同倾角(30、45、60°)正断层附近的应力分布进行模拟。结果表明:煤厚7.5 m、断层垂向高度50 m、断层倾角45°时,断层端部的应力集中程度最高,断层附近煤岩体破碎严重;工作面前方距断层40 m左右范围应力"释放区、集中区、正常区"三区界限较明显。断层长度、煤厚取值不同时,断层端部应力集中程度会发生变化。煤厚和工作面距断层距离对断层附近横向上应力变化有重要影响,断层垂向高度和断层倾角对断层附近纵向上应力变化有重要影响。     

煤层气井水力压裂伴注氮气提高采收率的研究

最大限度地提高CH4气体初始解吸压力是提高其采收率的重要途径之一。针对我国"低压"煤储层的临储压力比小、初始解吸压力低、活性水压裂效果不甚理想的现状,系统分析了水力压裂伴注N2增能压裂提高采收率的机理,结合施工现场情况,设计了水力压裂伴注N2增能压裂煤储层工艺参数。屯留井田水力压裂伴注N2增能压裂与常规活性水压裂的临界解吸压力对比表明:水力压裂伴注N2能提高煤层气井排采初期的临界解吸压力,在其他条件相同的情况下,一定程度上能提高煤层气井的采收率。     

煤样加载过程声发射响应特征试验研究

为了探究不同裂隙发育程度、分布非均匀程度的煤样在加载过程中声发射响应规律,利用RMT-150B岩石力学伺服试验系统和声发射监测系统对寺河矿不同裂隙发育程度、分布非均匀程度的煤样进行原始渗透率和加载过程中声发射参数测试。结果表明:裂隙分布较均匀的煤样加载时,声发射能量在塑性变形阶段前期或弹性变形阶段后期快速增至最大值,后略有减小并维持在一定水平;裂隙分布非均匀性强且裂隙发育的煤样加载时,声发射能量在弹性变形初期就达较高值,后逐渐增加至最大值,随后稳定在一定值。试验结果对采煤过程中煤岩变形规律具有较好的预测作用。     

多组分酸对不同煤阶煤储层化学增透实验研究

查明酸液对不同煤阶煤的酸化效果,能够为提高煤储层导流能力提供一种化学方法。通过对不同煤阶煤样酸化前后煤表面观察、矿物质含量和渗透率测试,得出不同煤阶煤酸化后表面变化特征、矿物质含量变化及渗透率变化规律。结果表明:多组分酸能与煤中的矿物质发生反应,提高煤储层的导流能力。煤中原始裂隙发育程度及矿物质的含量共同影响着增透效果;酸化使煤中的碳酸盐矿物和硫化物减少最多,其次是蒙脱石、绿泥石和伊利石,石英和高岭石减少最少;煤体裂隙越发育,与酸液反应的碳酸盐和硫化物含量越高,酸化增透效果越好。研究结果为多组分酸在煤储层水力压裂中的应用提供了实验支撑。