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断层对煤层瓦斯封闭性定量方法研究
被引量：
3
1
作者
刘永茜
韩鑫涛
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期193-203,共11页
断层对煤层瓦斯具有封闭和通道的双重作用,这主要取决于断层的封闭能力。针对断层对瓦斯封闭能力定量化表征方法,结合断裂带结构发育多元学说,分析了断裂带结构参数(两盘煤层对接系数、泥质含量、紧闭系数等)对断层封闭性的影响规律;考...
断层对煤层瓦斯具有封闭和通道的双重作用,这主要取决于断层的封闭能力。针对断层对瓦斯封闭能力定量化表征方法,结合断裂带结构发育多元学说,分析了断裂带结构参数(两盘煤层对接系数、泥质含量、紧闭系数等)对断层封闭性的影响规律;考虑了诱导裂隙带宽度与渗透率的相关性,提出了一个断裂带泥岩等效厚度的计算公式和一种渗透率补偿算法,以此为基础,依据低速渗流理论,实现了断层极限封闭压力计算,继而对断层封闭性进行量化表征。研究结果表明:(1)断层封闭性主要受控于断裂带内部结构与断层端面受力状态,考虑顶底板围岩封闭能力和煤储层压力,利用断裂带结构参数和断层封闭压力可对断层封闭性进行综合定量表征;(2)诱导裂隙带煤层渗透率与距端面距离负相关,离端面越远,综合渗透率越低,最后趋近于原始煤层渗透率;(3)等效泥岩厚度越大,断层极限封闭压力越高,断层封闭性越好;(4)沁水盆地郑庄-樊庄区块的寺头断层封闭性计算结果显示,该断层封闭压力高于4.67 MPa,大于储层压力3.83 MPa。然而,该断层走向上的封闭能力存在差异,北东向断层端面封闭性好,西南向断层端面封闭能力则相对较差。研究成果对于科学判识断层的瓦斯封闭能力,指导井下煤与瓦斯突出预测及地面煤层气高效开发具有重要技术支撑作用。
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关键词
煤层瓦斯
断层封闭性
等效泥岩厚度
渗透率补偿
断层封闭压力
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职称材料
浆液特性对含水钻孔密封性的影响
2
作者
段琳珂
郝晋伟
+4 位作者
霍中刚
韩鑫涛
底鹏举
杨伟东
李欣
《中国煤炭》
2025年第6期82-92,共11页
根据山西高河能源有限公司瓦斯预抽钻孔抽采数据显示,水力造穴钻孔单孔平均抽采纯量约为普通钻孔的3倍,而水力造穴钻孔单孔平均抽采浓度均低于普通钻孔。为了改善含水钻孔存在的高纯量低浓度瓦斯抽采现状,通过实验对比了环保型相变凝胶(...
根据山西高河能源有限公司瓦斯预抽钻孔抽采数据显示,水力造穴钻孔单孔平均抽采纯量约为普通钻孔的3倍,而水力造穴钻孔单孔平均抽采浓度均低于普通钻孔。为了改善含水钻孔存在的高纯量低浓度瓦斯抽采现状,通过实验对比了环保型相变凝胶(EPCG)材料与普通水泥材料在浆液粘度、溶胀性、析水性以及保水性的浆液特性,分析了浆液对含水钻孔密封性的影响,并通过现场试验进行验证。研究结果表明,EPCG材料的注浆粘度为20~40 mPa·s,且在97 min达到终凝状态,在注浆过程及注浆完成后,浆液凝固过程对钻孔密封性的影响较小;水泥材料注浆粘度约为1000 mPa·s,在6 h后达到凝固状态,在注浆后凝固时间较长对钻孔密封性影响较大。在应对含水钻孔时,EPCG材料的溶胀性可以将外侵水转化为凝胶材料,并提高裂隙的封堵质量;而水泥材料受外侵水的影响会增加材料的析水率,影响材料的密封性能。EPCG具有良好的保水性,可以有效缓解外侵水的蒸发速率,在长期的抽采过程中可以降低抽采浓度的衰减速率;水泥材料凝固后,材料与水明显分离,不具备延缓水分蒸发的效果。通过现场测试,验证了EPCG材料封孔的含水钻孔比水泥材料封孔的含水钻孔拥有更高的浓度以及更低的衰减速率。
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关键词
凝胶材料
浆液特性
含水钻孔密封性
衰减速率
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职称材料
题名
断层对煤层瓦斯封闭性定量方法研究
被引量：
3
1
作者
刘永茜
韩鑫涛
机构
煤炭科学研究总院
煤炭科学技术研究院有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期193-203,共11页
基金
国家重大科技专项子课题资助项目(2016ZX05045002006)
国家重点研发计划任务资助项目(2018YFC0808001003)。
文摘
断层对煤层瓦斯具有封闭和通道的双重作用,这主要取决于断层的封闭能力。针对断层对瓦斯封闭能力定量化表征方法,结合断裂带结构发育多元学说,分析了断裂带结构参数(两盘煤层对接系数、泥质含量、紧闭系数等)对断层封闭性的影响规律;考虑了诱导裂隙带宽度与渗透率的相关性,提出了一个断裂带泥岩等效厚度的计算公式和一种渗透率补偿算法,以此为基础,依据低速渗流理论,实现了断层极限封闭压力计算,继而对断层封闭性进行量化表征。研究结果表明:(1)断层封闭性主要受控于断裂带内部结构与断层端面受力状态,考虑顶底板围岩封闭能力和煤储层压力,利用断裂带结构参数和断层封闭压力可对断层封闭性进行综合定量表征;(2)诱导裂隙带煤层渗透率与距端面距离负相关,离端面越远,综合渗透率越低,最后趋近于原始煤层渗透率;(3)等效泥岩厚度越大,断层极限封闭压力越高,断层封闭性越好;(4)沁水盆地郑庄-樊庄区块的寺头断层封闭性计算结果显示,该断层封闭压力高于4.67 MPa,大于储层压力3.83 MPa。然而,该断层走向上的封闭能力存在差异,北东向断层端面封闭性好,西南向断层端面封闭能力则相对较差。研究成果对于科学判识断层的瓦斯封闭能力,指导井下煤与瓦斯突出预测及地面煤层气高效开发具有重要技术支撑作用。
关键词
煤层瓦斯
断层封闭性
等效泥岩厚度
渗透率补偿
断层封闭压力
Keywords
coalbed methane
fault sealing
equivalent mudstone thickness
permeability compensation
fault sealing pressure
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
浆液特性对含水钻孔密封性的影响
2
作者
段琳珂
郝晋伟
霍中刚
韩鑫涛
底鹏举
杨伟东
李欣
机构
煤炭科学研究总院
出处
《中国煤炭》
2025年第6期82-92,共11页
基金
煤炭科学技术研究院有限公司科技发展基金项目“抽采钻孔密封参数测定与质量评价技术及装备研发”(2024ZDI-07)。
文摘
根据山西高河能源有限公司瓦斯预抽钻孔抽采数据显示,水力造穴钻孔单孔平均抽采纯量约为普通钻孔的3倍,而水力造穴钻孔单孔平均抽采浓度均低于普通钻孔。为了改善含水钻孔存在的高纯量低浓度瓦斯抽采现状,通过实验对比了环保型相变凝胶(EPCG)材料与普通水泥材料在浆液粘度、溶胀性、析水性以及保水性的浆液特性,分析了浆液对含水钻孔密封性的影响,并通过现场试验进行验证。研究结果表明,EPCG材料的注浆粘度为20~40 mPa·s,且在97 min达到终凝状态,在注浆过程及注浆完成后,浆液凝固过程对钻孔密封性的影响较小;水泥材料注浆粘度约为1000 mPa·s,在6 h后达到凝固状态,在注浆后凝固时间较长对钻孔密封性影响较大。在应对含水钻孔时,EPCG材料的溶胀性可以将外侵水转化为凝胶材料,并提高裂隙的封堵质量;而水泥材料受外侵水的影响会增加材料的析水率,影响材料的密封性能。EPCG具有良好的保水性,可以有效缓解外侵水的蒸发速率,在长期的抽采过程中可以降低抽采浓度的衰减速率;水泥材料凝固后,材料与水明显分离,不具备延缓水分蒸发的效果。通过现场测试,验证了EPCG材料封孔的含水钻孔比水泥材料封孔的含水钻孔拥有更高的浓度以及更低的衰减速率。
关键词
凝胶材料
浆液特性
含水钻孔密封性
衰减速率
Keywords
gel material
slurry characteristics
water-bearing borehole sealing
decay rate
分类号
TD712.6 [矿业工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
断层对煤层瓦斯封闭性定量方法研究
刘永茜
韩鑫涛
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
2
浆液特性对含水钻孔密封性的影响
段琳珂
郝晋伟
霍中刚
韩鑫涛
底鹏举
杨伟东
李欣
《中国煤炭》
2025
在线阅读
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职称材料
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