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Early Opportunity of CO_2 Storage in Coal Bed of China
1
作者 Yanfeng Liu~1,Li Hu~2 1.School of Environmental Studies,China University of Geosciences(Wuhan),Wuhan 430074,China. 2.Graduate School,China University of Geosciences(Wuhan),Wuhan 430074,China 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期112-112,共1页
A study to identify potential early opportunities for CO<sub>2</sub> storage in coal bed has been performed. CO<sub>2</sub>-ECBM can enhances the recovery of coalbed methane,and also store CO&l... A study to identify potential early opportunities for CO<sub>2</sub> storage in coal bed has been performed. CO<sub>2</sub>-ECBM can enhances the recovery of coalbed methane,and also store CO<sub>2</sub> in coal for geological time.CO<sub>2</sub>-ECBM is an effective measure for CO<sub>2</sub> mitigation,and also enhance the recovery of coalbed methane that can reduce the cost of CO<sub>2</sub> geological storage.The evaluation index system of feasibility 展开更多
关键词 carbon dioxide STORAGE enhanced coal-bed methane RECOVERY STORAGE capacity SITE evaluation
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中国南方煤层气主要地质特点、勘探开发进展及策略 被引量：1
2
作者 郭涛 周亚彤 +2 位作者 金晓波 高小康 彭兴平 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期44-53,共10页
【目的和方法】中国南方多、薄煤层叠置条件下煤层气资源丰富,是我国煤层气勘探开发的重要接替区,近年来煤层气产业取得长足进展,但要实现全面效益开发仍面临诸多挑战。为进一步助推煤层气产业快速发展,总结南方煤层气主要地质特点,梳... 【目的和方法】中国南方多、薄煤层叠置条件下煤层气资源丰富,是我国煤层气勘探开发的重要接替区,近年来煤层气产业取得长足进展,但要实现全面效益开发仍面临诸多挑战。为进一步助推煤层气产业快速发展,总结南方煤层气主要地质特点,梳理勘探开发现状与进展,基于存在问题提出开发对策。【结果】结果表明:南方地区煤层气资源丰富,具有“煤层层数多而薄、累厚大、中−高热演化、高含气,深部高饱和、富含游离气;构造条件与煤体结构复杂”典型特征。勘探开发经历了资源调查与技术借鉴(1989−2009年)、技术探索(2010−2020年)与技术升级及深部煤层气攻关(2021年至今)3个阶段,当前正处于南方深部煤层气地质理论认识提升、适应性有效支撑压裂技术升级优化阶段,有望支撑南方煤层气快速发展。【结论】针对南方煤层气地质特点,提出“加大地震勘探投入,优选构造稳定区,边评价边建产,井组式滚动开发;优化产层组合实施多层大规模压裂合采;优选主力煤层实施水平井分段压裂;加快深部煤层气勘探评价”4项开发建议。发挥多煤层优势、实施有效支撑压裂改造、加快深部煤层气地质评价与选区是南方煤层气走向规模化开发的重要途径。 展开更多
关键词 南方煤层气 多煤层 地质特点 勘探开发 技术策略
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鄂尔多斯盆地延川南煤层气田地质特征及勘探开发关键技术 被引量：1
3
作者 何希鹏 肖翠 +3 位作者 高玉巧 李鑫 郭涛 蔡潇 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期54-71,共18页
【目的】我国煤层气资源丰富,是天然气增储上产的重要接替领域,近年来煤层气勘探开发逐步向深层、薄层拓展,但整体上具有非均质性强、超低渗、地应力高、富集规律复杂等地质特点,面临地质理论不完善、关键技术适应性差、投资回报率低等... 【目的】我国煤层气资源丰富,是天然气增储上产的重要接替领域,近年来煤层气勘探开发逐步向深层、薄层拓展,但整体上具有非均质性强、超低渗、地应力高、富集规律复杂等地质特点,面临地质理论不完善、关键技术适应性差、投资回报率低等挑战,制约了煤层气规模效益开发。【方法】以鄂尔多斯盆地延川南中深部薄煤层勘探开发实践为例,系统分析气田地质特征,总结煤层气富集高产主控因素,建立了地质工程一体化的中深部薄煤层高效勘探开发技术系列。【结果】(1)延川南气田发育谭坪、万宝山两个构造带,不同构造带沉积、煤岩煤质、储层、保存、地应力特征差异较大,但总体上为中深层、欠饱和、低温、低压的热成因优质煤层气藏,生产特征受控于压裂改造效果,常规疏导式压裂气井具有“见气上产慢、单井产能及可采储量低”的生产特征,有效支撑压裂气井具有“上产快、单井产能及可采储量高”的生产特征。(2)动静结合,形成了中深层煤层气“沉积控煤、保存控富、地应力控渗、有效改造控产”的四元耦合富集高产地质认识。(3)建立地质–工程“双甜点”定量化指标评价体系,指导有利区优选;形成了煤多尺度孔缝特征定量表征技术,实现储集空间厘米−毫米−微米−纳米级多尺度定量表征。(4)基于煤层气建模数模一体化关键技术明确了剩余气类型及分布规律,指导剩余气富集区重构井网,提高气田储量动用率、采收率;强化井网与缝网的适配性,建立了不同地质条件下“井网–缝网–产能–效益”一体化开发技术政策。(5)针对煤层厚度薄、构造起伏大等问题,兼顾高效钻完井与压裂、排采需求,形成了薄层水平井导向–压裂–排采一体化成井技术;通过深化煤岩特性认识,开展多轮次攻关实践及迭代优化,形成了“高液量前置拓缝长,变排量稳压控缝高,变粒径支撑不同尺度裂缝”有效支撑压裂优化技术;基于压裂技术进步,排采理念由“缓慢长期”向“优快上产”转变,形成了基于有效支撑压裂的“四段两压三控”优快上产排采制度。(6)形成“节点–区域–中心”的“三级增压”模式,最大限度释放产能。【结论】在研究成果的指导下,气田产量稳中有升,单井产能大幅提升,定向井日产气量由0.1万m^(3)提升至1万m^(3),水平井日产气量由(0.5~0.6)万m^(3)提升至(2.5~6.0)万m^(3),取得较好开发效果,实现效益开发,对于国内同类型深、薄煤层气资源的效益开发具有较好的借鉴意义。 展开更多
关键词 中深部煤层气 薄层煤层气 鄂尔多斯盆地 延川南 富集高产规律 高效勘探开发 技术体系
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山西武乡南勘探区煤系沉积相测井判识方法
4
作者 金毅 田云晴 +2 位作者 宋慧波 胡斌 于振锋 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第8期1-16,共16页
【目的】山西沁水盆地武乡南勘探区块石炭–二叠纪含煤地层含有丰富的煤层气资源,需建立基于测井数据的岩性判识标准,揭示测井相与沉积相的响应关系,并构建沉积模式,为该区煤层气勘探提供智能化辨识技术支撑。【方法】采用岩性、沉积相... 【目的】山西沁水盆地武乡南勘探区块石炭–二叠纪含煤地层含有丰富的煤层气资源,需建立基于测井数据的岩性判识标准,揭示测井相与沉积相的响应关系,并构建沉积模式,为该区煤层气勘探提供智能化辨识技术支撑。【方法】采用岩性、沉积相及测井相综合分析方法,系统研究了区块含煤地层山西组、太原组测井沉积相展布特征,综合分析了岩心、录井及测井资料,并提出了多元测井数据结合定量识别岩性方法,采用三维交会图法建立了适应于勘探区的岩性识别模型,结合测井曲线形态特征和岩性组合特点构建了区块的沉积环境模式。【结果和结论】(1)构建了岩性、沉积相与测井相关联的判识模型,将武乡南勘探区块主要含煤地层中常见的12种岩性划分为四大类岩石类型,识别出山西组主要发育箱形、钟形、指形及漏斗形4种测井相,而太原组岩性序列则表现出齿形、箱形–齿形、箱形–钟形和钟形–指形4种典型的形态组合特征。(2)提出了沉积相及微相的组成及展布特征,明确了研究区主要含煤地层的沉积特征,其中山西组为三角洲平原沉积体系且主要发育分流河道、分流间湾和泥炭沼泽3种沉积微相,太原组则以海相碳酸盐岩台地沉积为主并发育浅海、障壁岛、潟湖及潮坪四种沉积相,潮坪进一步划分为砂坪、泥炭坪及混合坪3种沉积微相。(3)建立了山西组及太原组的沉积环境模式及其沉积序列类型,为该区煤层气资源禀赋规律的明晰提供了判识依据。 展开更多
关键词 含煤地层 煤层气 岩性 测井相 沉积相 智能判识
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高压电脉冲致裂煤岩增透技术研究进展与展望
5
作者 蒋长宝 吴家耀 +1 位作者 闫发志 彭守建 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期51-63,共13页
我国大部分煤层低透气性的特点严重制约了煤层气高效开采,高压电脉冲作为一种安全、环保且重复可控的煤岩致裂增透技术,在煤层增透领域展现了广阔的应用前景。结合业内多年研究成果,回顾了高压电脉冲技术的基本概念及发展历程,剖析了该... 我国大部分煤层低透气性的特点严重制约了煤层气高效开采,高压电脉冲作为一种安全、环保且重复可控的煤岩致裂增透技术,在煤层增透领域展现了广阔的应用前景。结合业内多年研究成果,回顾了高压电脉冲技术的基本概念及发展历程,剖析了该技术的致裂增透机制,并围绕放电参数、煤岩电学特性、煤岩矿物分布及孔裂隙特征、赋存条件4个方面系统梳理了高压电脉冲煤岩致裂增透理论的研究进展。研究表明:2015年以来,高压电脉冲技术研究热度显著上升,其典型作用机制包括液电效应和电破碎效应;高压电脉冲击穿煤岩过程可分为电场加载、极化、击穿和稳定4个阶段,煤岩孔隙结构在应力波作用下经历了扩孔、破裂、贯穿和扩展裂隙的演化模式,从而提高了渗透性;放电参数决定裂隙网络的优化程度,煤岩电学特性影响击穿难度与能量传递,矿物分布及孔裂隙特征控制等离子体通道的形成与裂纹扩展,地应力与气体压力的耦合作用则共同调控煤岩裂隙演化与渗透性变化。基于上述分析,指出了该领域发展存在的主要问题,包括信息获取困难、致裂增透机制尚不明确及击穿场强较高等,展望“十五五”乃至更长时期,认为该领域未来发展的着力点在于:①发展高压电脉冲致裂煤岩的实时监测技术;②构建高精度的热流固化电多物理场耦合模型;③探索高压电脉冲协同多技术致裂煤岩增透。以期突破现有瓶颈,推动该技术的进一步发展。 展开更多
关键词 高压电脉冲 电破碎效应 煤层增透 储层改造 煤层气开采
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鄂尔多斯盆地临兴区块不同叠置模式深部煤系储层动用策略研究
6
作者 孙立春 刘佳 +4 位作者 李新泽 孙乐 房茂军 李娜 樊伟鹏 《石油实验地质》 北大核心 2025年第4期921-929,共9页
鄂尔多斯盆地临兴区块已进入致密气、煤层气协同开发阶段,致密砂岩与煤层的叠置模式直接影响开发方式。通过对叠置关系的研究,并从临兴区块不同开发方式生产动态出发,进行深部煤系储层动用策略研究。基于致密砂岩与煤层发育沉积特征和... 鄂尔多斯盆地临兴区块已进入致密气、煤层气协同开发阶段,致密砂岩与煤层的叠置模式直接影响开发方式。通过对叠置关系的研究,并从临兴区块不同开发方式生产动态出发,进行深部煤系储层动用策略研究。基于致密砂岩与煤层发育沉积特征和相对位置关系,临兴区块砂煤叠置模式主要包括砂煤互层型和上砂下煤型。对比不同叠置模式下的开发现状,水平井是深层煤层气单独开发时的首选井型,煤层气与致密气两气合采井初期产气能力高于单采煤层直井定向井。进一步建立了以经济效益为优化目标的不同叠置模式下深层煤系储层动用策略优选图版:当煤层丰度小于1.1×10^(8) m^(3)/km^(2)、且致密气层为一类或二类气层时,采用两气合采方式进行开发;当煤层丰度介于(1.1~1.5)×10^(8) m^(3)/km^(2)时,若致密气层不发育,采用水平井单独动用煤层,若致密气层为一类或二类气层时,则采用致密气—煤层气两气合采方式进行开发;当煤层丰度大于1.5×10^(8) m^(3)/km^(2)时,若致密气层不发育或为二类、三类气层,采用水平井单独动用煤,若致密气层为一类气层,则采用致密气、煤层气单独开发方式进行开发。该研究为临兴区块及相似区块等深层煤层气资源两气协同高效开发提供技术支撑。 展开更多
关键词 两气合采 动用策略 煤系储层 叠置类型井距 深层煤层气 临兴区块 鄂尔多斯盆地
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液态CO_(2)冻融煤体变形损伤特性研究
7
作者 白刚 王亚东 +3 位作者 苏俊 周忠杰 范超军 陈军典 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1003-1016,共14页
改善煤层透气性是提高煤层瓦斯高效抽采的常用方法,利用液态CO_(2)为压裂介质冻融煤体是改善煤层透气性的方法之一。液态CO_(2)通过对煤体造成变形损伤改变煤层透气性,深入研究液态CO_(2)冻融煤体变形损伤特性,是揭示液态CO_(2)致裂增... 改善煤层透气性是提高煤层瓦斯高效抽采的常用方法,利用液态CO_(2)为压裂介质冻融煤体是改善煤层透气性的方法之一。液态CO_(2)通过对煤体造成变形损伤改变煤层透气性,深入研究液态CO_(2)冻融煤体变形损伤特性,是揭示液态CO_(2)致裂增透煤体强化瓦斯抽采机制的基础。采用物理实验方法,基于自主研发的液态CO_(2)冻融煤体实验系统,开展液态CO_(2)冻融条件下煤体变形损伤特性实验,监测冻融过程中煤样表面温度、应力、应变及罐体压力参数,分析液态CO_(2)冻融对煤体应力、应变的影响规律及罐中CO_(2)相态特征,探究液态CO_(2)冻融过程中热应力、水−冰相变冻胀力及汽化膨胀力对煤体造成的变形损伤贡献程度,揭示液态CO_(2)冻融的三重复合应力对煤体造成变形损伤的机制。研究结果表明:液态CO_(2)冻融煤样体积应变呈现先下降后上升的“U”字型变化趋势,低温冻结阶段煤基质发生收缩变形,融化阶段煤基质收缩变形逐渐恢复,最终形成了不可恢复的变形,总体表现为煤基质收缩变形与应变恢复2个阶段。实验过程中CO_(2)相态呈现气态−液态(气−液共存)−气态的变化趋势,液态CO_(2)冻融过程包括进液、冻结、缓慢卸压及室温融化4个阶段,对应煤样变形特征表现为冻缩变形、冻缩+冻胀+吸附膨胀变形、变形恢复及受热膨胀变形。非密封干燥煤样、密封干燥煤样及非密封饱水煤样的最小应变值绝对值分别为10056.636×10^(−6)、11480.186×10^(−6)、7881.893×10^(−6),残余应变分别为270.191×10^(−6)、154.869×10^(−6)、2033.636×10^(−6),胀缩率分别为2.686%、1.349%、25.801%。液态CO_(2)冻融复合应力作用对煤样造成的总变形损伤量为2033.636×10^(−6),热应力、汽化膨胀力及水−冰相变冻胀力分别造成的变形损伤量为154.869×10^(−6)、115.322×10^(−6)、1763.445×10^(−6),分别占总变形损伤量的7.615%、5.671%与86.714%,水−冰相变冻胀力占据主导地位。随着煤样含水率增加,煤体最小应变值绝对值降低,残余应变增加,水冰相变冻胀力占比增加。研究结果从煤样变形的角度阐明了液态CO_(2)冻融煤体变形损伤机理,丰富了液态CO_(2)致裂增透煤体强化瓦斯抽采技术体系。 展开更多
关键词 煤层气 液态CO_(2)冻融 变形损伤 CO_(2)相态转换 复合应力
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深部储层煤层气产出影响因素 被引量：3
8
作者 王振至 傅雪海 +2 位作者 潘结南 金毅 王海超 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期84-98,共15页
【目的】深部煤层气产出与浅部存在较大差异,维持储层渗透性或尽可能减小渗透率损失、提高煤层气(CH_(4))解吸效率及准确预测扩散规律是深部煤层气产出面临的重要挑战,亟需通过技术创新和理论研究攻关突破。【方法】对国内外煤储层渗透... 【目的】深部煤层气产出与浅部存在较大差异,维持储层渗透性或尽可能减小渗透率损失、提高煤层气(CH_(4))解吸效率及准确预测扩散规律是深部煤层气产出面临的重要挑战,亟需通过技术创新和理论研究攻关突破。【方法】对国内外煤储层渗透性、煤层气解吸、扩散等基础研究进展进行系统分析,结合深部煤储层排采阶段划分和不同阶段煤层气运移主要形式,总结深部煤层气产出机制及其影响因素。【结果和结论】结果表明:(1)深部煤层气产出划分为快速上产、相对稳产、缓慢递减和低产4个阶段。(2)快速上产和相对稳产阶段,储层压力高,气源以游离气为主,甲烷运移以渗流为主导,其主要影响因素包括煤体结构、孔裂隙发育程度、储层温度、原位地应力、有效应力等。该阶段应尽可能地减少渗透率损失,避免直接压开碎粒煤、糜棱煤占比较大的储层;相对稳产阶段之后储层温度的增渗作用会随着滑脱效应的增强逐渐增大;控压降、慢排采有助于减缓储层渗透率衰减。尽管在低产气阶段原生裂隙及人工裂隙渗透率损失率均接近100%,但不可逆渗透率损失率却远远低于浅部煤储层,昭示着储层二次改造增产的可行性。(3)快速上产至相对稳产阶段,吸附气开始缓慢解吸,扩大解吸范围、保证渗流通道,提高煤层气井产量是重中之重。深部煤储层中吸附气解吸较浅部所需时间长,临界解吸压力难以准确判断,解吸气体运移通道易压缩闭合,解吸范围受限。实验研究时应选用逐级降压解吸方式,可精准预估煤层气开采率;排采过程控制储层压力缓慢降低,可有效提升微孔中吸附气的解吸率。(4)低产气阶段,产气以远井区域解吸气供给为主,甲烷扩散决定煤层气井产量,扩散系数的准确测试和动态模型构建是关键。扩散系数各向异性特征显著,目前CH_(4)扩散模型对煤体结构的各向异性特征很少涉及;构建CH_(4)时变扩散模型,需考虑煤体多尺度孔隙-显微裂隙中扩散模式;结合煤中多尺度孔裂隙精细表征实验与高温高压核磁成像分析技术,可表征不同孔径间CH_(4)密度变化。本次系统的总结和认识,将理论与生产实践相结合,进一步完善深部煤层气开发理论基础。 展开更多
关键词 煤层气 渗透率 解吸 扩散 深部煤储层
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鄂尔多斯盆地石炭纪—二叠纪煤系全油气系统天然气成藏特征与有序分布模式 被引量：1
9
作者 丁蓉 庞雄奇 +7 位作者 贾承造 熊先钺 邓泽 田文广 蒲庭玉 王飞宇 林浩 陈雨萱 《石油与天然气地质》 北大核心 2025年第4期1333-1348,共16页
自2021年以来,鄂尔多斯盆地石炭纪—二叠纪(C—P)煤系深层煤层气勘探取得重大突破并展示出广阔发展前景,其与盆地C—P多层系致密气和其他类型天然气的成因联系及共采潜力受到广泛关注。基于全油气系统理论及其定量评价方法,对盆地内已... 自2021年以来,鄂尔多斯盆地石炭纪—二叠纪(C—P)煤系深层煤层气勘探取得重大突破并展示出广阔发展前景,其与盆地C—P多层系致密气和其他类型天然气的成因联系及共采潜力受到广泛关注。基于全油气系统理论及其定量评价方法,对盆地内已发现的各类天然气藏的成因机制和关联性进行了分析,并在此基础上建立了煤系全油气系统天然气成藏与有序分布模式,结果表明:(1)C—P煤系全油气系统边界范围涉及整个盆地。全油气系统内,自浅而深分别存在浮力成藏下限、油气成藏底限和源岩供烃底限3个动力边界。(2)在地表与上述3个动力边界之间分别形成了自由、局限和束缚3个动力场。(3)全油气系统在演化过程中,源岩排出烃在中-浅层自由动力场运聚受浮力作用主导,进入圈闭构造高孔-高渗储层形成煤成常规气藏;源岩排出烃在中-深层局限动力场的运聚受源-储间毛细管力差作用主导,就近进入低孔-低渗储层形成煤成致密气藏;源岩滞留原始烃在束缚动力场的运聚受吸附作用等动力主导,源-储一体形成煤层气藏。(4)整体自下而上形成的天然气藏呈现出“煤层气—煤成致密气—煤成常规气”的有序分布模式。(5)盆地东部中-浅层因整体抬升和构造裂缝发育,煤成常规气勘探受限,中-深层煤成致密气和煤层气分布面积广、目的层厚度大、富气类型多、资源潜力巨大,是持续勘探的重点方向。 展开更多
关键词 化石能源 全油气系统 煤层气 煤系气 天然气藏 石炭纪—二叠纪(C—P)煤系 鄂尔多斯盆地
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带压环境下煤体瓦斯解吸特性及模型 被引量：1
10
作者 梁跃辉 石必明 +6 位作者 岳基伟 钟珍 韩奇峻 张铖铖 彭杰 张海卿 梅文强 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1569-1582,共14页
煤层瓦斯含量是矿井瓦斯防治的一个关键技术参数,在直接测定煤层瓦斯含量取样过程中,由于钻孔内风压的存在,煤样在钻孔内瓦斯解吸处于带压环境。然而,目前煤样在钻孔内的瓦斯损失量是基于常压环境下瓦斯解吸量进行推算的,其造成煤层瓦... 煤层瓦斯含量是矿井瓦斯防治的一个关键技术参数,在直接测定煤层瓦斯含量取样过程中,由于钻孔内风压的存在,煤样在钻孔内瓦斯解吸处于带压环境。然而,目前煤样在钻孔内的瓦斯损失量是基于常压环境下瓦斯解吸量进行推算的,其造成煤层瓦斯含量测定不准确。基于此,开发了一套带压环境下煤体瓦斯解吸实验平台,探究了煤样在正压和变压环境下瓦斯解吸量、解吸率、扩散系数的演化规律,构建了带压环境下煤体瓦斯解吸模型,采用有限元分析软件数值解算了扩散系数方程。研究结果表明:煤样在孔内运移阶段,其瓦斯解吸过程处于正压环境,解吸量、解吸率、扩散系数与解吸压力呈现负相关的关系;在孔口接样阶段,煤样由带压环境向常压环境突变,常压环境下瓦斯解吸量、解吸率、扩散系数与瓦斯压力呈现正相关的关系;带压环境煤体√t瓦斯解吸模型计算的损失量更接近于实验测试的瓦斯解吸量,然而传统法(法和幂函数法)推算的瓦斯损失量远远偏离实验测试的瓦斯解吸量;传统法需要测定常压环境下瓦斯解吸量,才能间接推算瓦斯损失量,而带压环境下煤体瓦斯解吸模型依据取样风压、瓦斯压力及取样时间,可直接获得煤样的瓦斯损失量;研究结果为瓦斯损失量的准确推算及煤层瓦斯灾害防治奠定理论基础。 展开更多
关键词 煤层瓦斯含量 带压环境 瓦斯解吸 损失量推算 矿井瓦斯防治
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高温和高压下CBM的爆炸极限 被引量：12
11
作者 李刚 李玉峰 苑春苗 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期580-583,共4页
利用自主开发的实验装置,测定了20,60,100,150,200℃及常压,100,200和300 kPa初始条件下煤层气(CBM)的爆炸极限值.结果表明,随初始温度和压力的增加,爆炸极限上限变大,下限变小,爆炸极限范围变大,危险性增加;初始温度和压力对爆炸极限... 利用自主开发的实验装置,测定了20,60,100,150,200℃及常压,100,200和300 kPa初始条件下煤层气(CBM)的爆炸极限值.结果表明,随初始温度和压力的增加,爆炸极限上限变大,下限变小,爆炸极限范围变大,危险性增加;初始温度和压力对爆炸极限上限的影响大于对爆炸极限下限的影响.研究结论为CBM开发使用过程安全工艺参数的确定提供了实验依据. 展开更多
关键词 煤层气 爆炸极限 爆炸压力 高压 高温
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氨基酸体系下水合物法提纯低浓度瓦斯实验研究
12
作者 赵田 徐永亮 +2 位作者 王兰云 吕泽成 霍兴旺 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期139-150,共12页
开发利用低浓度瓦斯资源,对于缓解能源紧缺、消费结构不合理等问题具有重要意义。亮氨酸、色氨酸是促进水合物生成的高效绿色动力学促进剂,为了促进水合物快速生成,选择亮氨酸、色氨酸及来研究其对甲烷水合物生成的促进效果。然而,其与1... 开发利用低浓度瓦斯资源,对于缓解能源紧缺、消费结构不合理等问题具有重要意义。亮氨酸、色氨酸是促进水合物生成的高效绿色动力学促进剂,为了促进水合物快速生成,选择亮氨酸、色氨酸及来研究其对甲烷水合物生成的促进效果。然而,其与1,3-二氧五环协同作用下对水合物法分离瓦斯的影响尚不清楚。氨基酸是一种促进水合物生成的高效绿色动力学促进剂,可用于气体储存与运输技术。为了研究氨基酸与热力学促进剂1,3-二氧五环两者协同作用下对水合物分离低浓度瓦斯的影响,以亮氨酸、色氨酸和1,3-二氧五环为添加剂,研究了不同体积分数添加剂体系下30%CH_(4)+70%N_(2)混合气体的水合物生成动力学过程和气体分离效率,分析了在氨基酸协同作用下的水合物形貌、诱导时间、气体消耗速率、气体消耗量、气体分离效率。实验结果表明:水合物分解而出的气体中的CH_(4)体积分数相比于原料气体有了极大提高,分解气体中的CH_(4)体积分数范围为43.92%~57.41%,CH_(4)回收率为42.11%~62.20%,所有体系都能有效分离30%CH_(4)+70%N_(2)混合气中的CH_(4)气体。其中当压力为6 MPa时,0.3%质量分数亮氨酸+1 mol%1,3-二氧五环复配体系中CH_(4)+N_(2)的分离提纯效果最好,CH_(4)体积分数为56.46%,回收率为64.2%。相比单一的1,3-二氧五环体系,加入亮氨酸、色氨酸之后的复配体系进一步增强了分离提纯30%CH_(4)+70%N_(2)效果,具有良好的应用前景,同时为低浓度瓦斯的开发利用提供了理论基础。 展开更多
关键词 亮氨酸 色氨酸 1 3-二氧五环 水合物 煤层气 气体分离
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深部煤层气地质-工程一体化甜点区预测
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作者 陈峥嵘 刘伟 +2 位作者 朱学申 田永净 谢昕 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第6期191-200,共10页
【背景】随着深部煤层气成为煤层气资源开发的热点领域,其埋深大、应力环境复杂、储层非均质性强等特征,严重制约了大规模开发中甜点区预测及井位精准部署。【方法】以鄂尔多斯盆地东北缘某区块为研究对象,采用声波时差、密度、井径测... 【背景】随着深部煤层气成为煤层气资源开发的热点领域,其埋深大、应力环境复杂、储层非均质性强等特征,严重制约了大规模开发中甜点区预测及井位精准部署。【方法】以鄂尔多斯盆地东北缘某区块为研究对象,采用声波时差、密度、井径测井建立深部煤体结构指数M模型;基于深部煤层的煤体结构差异,引入煤体结构指数,结合上覆地层压力、构造应力、孔隙压力等因素建立深部煤层适应性水平地应力差模型;通过岩石强度参数、井径扩大率、岩石断裂韧性构建了天然裂缝指数模型;结合煤体结构、地应力差和天然裂缝指数模型,基于地质甜点和工程甜点2大类6项指标,采用支持向量机建立了深部煤层气地质–工程一体化甜点智能预测模型。【结果】地质–工程一体化智能甜点预测精度为88.2%,研究区可划分为一类、二类和三类甜点区,一类甜点区面积为117.4 km^(2),占比14.0%,二类甜点区面积为258.4 km^(2),占比30.8%,三类甜点区面积为463.1 km^(2),占比55.2%,预测平均产能分别为6478.6、5076.7、4022.0 m^(3)/d。【结论】研究区深部煤层气布井工作应重点立足一类甜点区、积极探索二类甜点区、主动规避三类甜点区,精细化地质–工程一体化甜点区预测对鄂尔多斯盆地东北缘深部煤层气增储上产具有重要指导价值。 展开更多
关键词 深煤层 地质–工程一体化 甜点 镜质体反射率 煤体结构 天然裂缝指数 地应力差
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CO_2—ECBM地质空间数据库建设方法研究 被引量：3
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作者 张燕 张绍良 张懂庆 《工矿自动化》 北大核心 2014年第10期90-93,共4页
针对CO2-ECBM煤层气开发技术实施面临多源、多尺度、多类型数据管理与分析问题,基于GIS提出了一种CO2-ECBM地质空间数据库建设方法。首先按照需求通过区域与矿井地质调查、钻孔工业测试分析等方式获取数据,然后对获取的数据进行细化、... 针对CO2-ECBM煤层气开发技术实施面临多源、多尺度、多类型数据管理与分析问题,基于GIS提出了一种CO2-ECBM地质空间数据库建设方法。首先按照需求通过区域与矿井地质调查、钻孔工业测试分析等方式获取数据,然后对获取的数据进行细化、空间参考共享和分类编码,最后按照Geodatabase数据模型存储数据,从而实现了数据的共享、管理及可视化和应用分析,为CO2-ECBM技术实施提供了决策支持。 展开更多
关键词 CO2-Ecbm 煤层气 地质空间数据库 GIS
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冀中地区深层煤岩气水平井强封堵钻井液技术 被引量：1
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作者 罗玉财 喻化民 +3 位作者 孙昊 于建涛 冯丹 刘飞 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第2期225-232,共8页
冀中地区深部煤岩气水平井钻探面临可借鉴资料少、地质不确定因素多、煤层薄极易出层、煤层极易垮塌和卡钻风险高等诸多难点与挑战。从深入研究深层煤岩储层特性出发,得出煤系地层井壁失稳由力学因素和理化性能因素双重决定,而提高钻井... 冀中地区深部煤岩气水平井钻探面临可借鉴资料少、地质不确定因素多、煤层薄极易出层、煤层极易垮塌和卡钻风险高等诸多难点与挑战。从深入研究深层煤岩储层特性出发,得出煤系地层井壁失稳由力学因素和理化性能因素双重决定,而提高钻井液封堵性和抑制性是解决该问题的技术关键。在复合盐钻井液基础上用微纳米刚性封堵与柔性可变形封堵相结合形成了深部煤岩地层强封堵钻井液体系配方。室内用滚动回收率、砂床封堵和陶瓷滤芯封堵等实验评价结果显示,其抑制性与封堵性优于KCl聚合物和复合盐钻井液。信探1H井现场应用效果也表明,该钻井液体系中封堵类处理剂配伍性好,对钻井液性能无不良影响,能大幅降低API滤失量,能维护井壁稳定。在现场应用过程中,水平段进尺1270 m,煤层段浸泡23 d未发生井壁失稳现象,振动筛返出岩屑规整正常,仅见少量煤岩掉块,未见泥岩掉块,起下钻过程通畅无阻,无事故与复杂发生,解决了深层煤岩气水平井钻探过程井壁失稳难题,保障了钻井作业顺利进行,该技术的应用有助于深层煤岩气钻探领域实现高效规模开发与突破。 展开更多
关键词 深层煤岩气 煤岩气水平井 煤系地层 井壁失稳 强封堵钻井液
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贵州煤矿区煤层气(瓦斯)高效抽采关键技术 被引量：1
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作者 易旺 梁龙军 +7 位作者 颜利冲 颜智华 陈捷 高为 娄毅 阳富芹 胡海洋 朱家伟 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期340-355,共16页
在“双碳”目标背景下,如何解决煤矿区高瓦斯矿井瓦斯超限频发及煤层气地面高效抽采难题,就必须想办法实现煤与煤层气2种资源的高效协同开发。依托国家“十三五”和“十四五”科技重大专项持续攻关,紧密结合贵州煤矿“四区”实际,研究... 在“双碳”目标背景下,如何解决煤矿区高瓦斯矿井瓦斯超限频发及煤层气地面高效抽采难题,就必须想办法实现煤与煤层气2种资源的高效协同开发。依托国家“十三五”和“十四五”科技重大专项持续攻关,紧密结合贵州煤矿“四区”实际,研究探索以煤矿全矿区、全甜点煤层、全时段的煤层气(瓦斯)“四区”联动高效立体抽采模式和技术体系。受煤矿区特殊地质条件的影响,其煤层气抽采及瓦斯治理方式较传统的煤层气开发及井下瓦斯治理技术存在一定差异,特别是在煤矿采空区,当煤层采空后,由于地应力的采后释放与重新分布,在倾向上形成5个应力场,导致临近区域上覆地层会受到不同程度影响,这对煤层气地面开发或瓦斯超前治理带来了新的挑战。现以贵州盘江矿区山脚树矿为例,为实现多薄煤层群发育条件下煤矿“四区”煤层气及卸压瓦斯的高效抽采,基于煤矿区采空、采动、原位地层应力分布及时空错位等特点,采用“一区一策”。创新探索出具有如下贵州特色的煤矿区“四区”联动井上下立体联合高效抽采技术:①通过在采空区布设多功能抽采直井或小斜度定向井,在贵州地区首次实现对采空区上覆煤岩层卸压瓦斯及下伏甜点煤层煤层气高效抽采及开发;②在生产区利用时空错位的特点,针对上保护层开采首采煤层采用“煤层气井+卸压井+井下钻孔”多方式抽采模式,在实现煤层气(瓦斯)井上下立体联合抽采的目的同时也有效解决了贵州煤层群发育条件下采煤过程中多源瓦斯涌入采煤巷及上隅角瓦斯易聚集的难题;③在准备区及规划区,结合两区地形及地质特点,采用水平井“井工厂”+“两俩对错”叠置布井模式,实现了全区域在平面上超前预抽甜点煤层煤层气及后续采动过程中上覆多煤岩层卸压瓦斯的高效抽采,同时以期实现“以井代巷”的目标;④针对研究区多薄煤层群发育及采动后上覆地层“三带”发育特点,由于“四区”角色的不断转变,将先期布设在生产区或准备区的地面煤层气井,采用“桥塞底封+选层射孔”工艺,创新井型结构“变身”技术来实现“一井多用”的目的;真正实现煤层气(瓦斯)井地联合高效协同抽采与利用,也为贵州地区多薄煤层群发育条件下的煤矿区瓦斯治理提供新的技术思路及积累了宝贵的工程经验。 展开更多
关键词 煤矿区 煤层气(瓦斯) 四区 水平井 一井多用
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旋卷压扭构造作用控制下煤层气富集地质控制模式——以河西走廊带东部魏家地煤矿为例
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作者 王勃 王宁 +4 位作者 文建东 徐凤银 李长兴 屈争辉 史鸣剑 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期139-150,共12页
我国西北地区河西走廊带东部广泛发育的小型断陷含煤盆地,煤层厚度大且变化快,受中新生代陇西旋卷构造叠加影响,煤层气含量分布不均一,治理难度大。以靖远煤田魏家地煤矿为研究区,以煤层气钻井、录井、测井数据及勘探与生产期间获得的... 我国西北地区河西走廊带东部广泛发育的小型断陷含煤盆地,煤层厚度大且变化快,受中新生代陇西旋卷构造叠加影响,煤层气含量分布不均一,治理难度大。以靖远煤田魏家地煤矿为研究区,以煤层气钻井、录井、测井数据及勘探与生产期间获得的构造和水文资料为基础,系统分析研究区煤层气富集特征及其构造控制作用,取得如下主要认识:受“旋卷挤出效应”和“断层阻挡效应”控制,研究区形成高角度逆断层间夹东西雁列状排列的背−向斜。以F3断层为界,分为西南部压性构造区、东北部压扭构造区,各构造分区煤层含气量整体偏低,且差异明显。旋卷压扭构造作用控制下的断层面泥岩涂抹封闭、顶板有效封盖、构造煤吸附性能强且封闭性强是煤层气富集关键控因。本次构建了3种煤层气富集模式:旋扭构造过渡段裂隙闭合区煤层气富集模式、逆断层下盘构造高点煤层气富集模式和向斜核部煤层气富集模式,其中靠近断层位置地层偏转明显,中间位置存在一个旋扭的过渡段,旋卷压扭构造区内过渡段现今水平最大主应力方向与裂隙方向垂直煤层裂隙闭合程度高,煤层气富集。以上认识可以为河西走廊带东部旋卷压扭断陷盆地瓦斯治理和煤层气开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 旋卷构造 煤层气 富集模式 断陷盆地 河西走廊带
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低温低密度早强水泥浆体系研究及应用
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作者 孙建峰 付玥颖 +3 位作者 邱卫红 刘景丽 赵秋羽 曹洪昌 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第3期392-397,共6页
北方煤层气井冬季施工通常会面临着环境温度低、地层承压能力弱、破裂压力极低,低密水泥浆低温环境下长期不固化无强度等问题。通过优选早强补充材料及配套外加剂,研发了一套密度在1.03~1.30 g/cm^(3)范围内适用于煤层气固井的低温低密... 北方煤层气井冬季施工通常会面临着环境温度低、地层承压能力弱、破裂压力极低,低密水泥浆低温环境下长期不固化无强度等问题。通过优选早强补充材料及配套外加剂,研发了一套密度在1.03~1.30 g/cm^(3)范围内适用于煤层气固井的低温低密度早强水泥浆体系。研究结果表明:该体系沉降稳定性良好,流动度为19~22 cm,析水率为0,稠化时间可调,API失水小于50 mL,4℃养护48 h水泥石抗压强度达7.0 MPa以上。该体系现场应用固井12井次,封固段固井质量平均合格率93.03%,平均优质率86.70%,冬季施工上部油层固井质量明显改善。 展开更多
关键词 煤层气固井 低温低密度水泥浆 冬季施工 固井质量
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深煤储层成膜保护剂BHJ-RF的制备与应用
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作者 姜薇 刘怀珠 +4 位作者 王桂军 胡彬彬 李玲 曹一 李晓岚 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第4期523-530,共8页
鄂尔多斯盆地东缘深层煤层气储量丰富,其中神木-佳县区块是鄂尔多斯盆地东缘重要产区,勘探开发潜力巨大。通过对神木-佳县区块深煤储层矿物特征、孔隙结构特征、割理发育特征等多个方面进行详细研究后,发现该区块深部煤岩裂缝发育,煤岩... 鄂尔多斯盆地东缘深层煤层气储量丰富,其中神木-佳县区块是鄂尔多斯盆地东缘重要产区,勘探开发潜力巨大。通过对神木-佳县区块深煤储层矿物特征、孔隙结构特征、割理发育特征等多个方面进行详细研究后,发现该区块深部煤岩裂缝发育,煤岩易水化膨胀,钻井过程中存在钻井液液相易侵入储层等危害储层的现象。针对以上问题,研发了适用于深煤储层保护措施的成膜保护剂BHJ-RF,利用红外光谱等手段进行结构表征,并结合中压滤失等实验方法对其进行性能评价。实验结果表明,4%膨润土基浆、2%膨润土基浆在加入一定量成膜保护剂BHJ-RF后滤失量均有明显下降,相比未添加成膜剂时的滤失量降低率分别为25%、35%;30 min累计滤失量为31.5 mL,比基浆滤失量降低40%。此外,在确定基浆的基础上进行实验研究,以成膜保护剂BHJ-RF为核心处理剂形成一套深煤层钻井液体系,并进行综合性能评价,该钻井液具有很好的流变性等,中压滤失量为3.2 mL;同时具有较强的渗透率恢复能力,平均岩心渗透率损害恢复值达到87.13%,满足钻井液的基础性能要求及深煤层钻进需求,为神木-佳县区块深部煤层气的储层保护提供技术支持。 展开更多
关键词 煤层气 储层保护 成膜保护剂 水基钻井液
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碳中和目标下中国天然气工业进展、挑战及对策 被引量：50
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作者 邹才能 林敏捷 +10 位作者 马锋 刘翰林 杨智 张国生 杨依超 关春晓 梁英波 王影 熊波 于豪 余平 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期418-435,共18页
天然气在21世纪中叶将迈入“鼎盛期”,“天然气时代”正在到来。回顾全球天然气工业历程,梳理美国页岩革命启示,总结中国天然气发展历史与成果进展,分析天然气在能源绿色低碳转型中的地位与挑战,提出当前和未来中国天然气工业的发展对... 天然气在21世纪中叶将迈入“鼎盛期”,“天然气时代”正在到来。回顾全球天然气工业历程,梳理美国页岩革命启示,总结中国天然气发展历史与成果进展,分析天然气在能源绿色低碳转型中的地位与挑战,提出当前和未来中国天然气工业的发展对策。中国天然气工业经历了起步、增长、跨越3个发展阶段,已成为世界第4大天然气生产国与第3大消费国;天然气勘探开发理论技术取得重大成就,为储量产量规模增长提供了重要支撑。碳中和目标下,推动绿色可持续发展,天然气工业发展挑战与机遇并存。天然气低碳优势显著,“气电调峰”助力新能源发展;同时,开采难度与成本加大等问题更突出。为保障国家能源安全,实现经济社会与生态环境和谐共生,碳中和进程中,立足“统筹布局、科技创新;多能互补、多元融合;灵活高效、优化升级”,完善产供储销体系建设,加速推动天然气工业发展:①加大天然气勘探开发力度,规划部署重点勘探开发领域,突破关键理论,强化技术攻关,持续支撑增储上产;②推进天然气绿色创新发展,突破新技术,拓展新领域,融合新能源;③优化天然气供需转型升级,加大管道气、液化天然气布局和地下储气库建设,建立储备体系,提升应急调节能力和天然气一次能源消费比例,助力能源消费结构转型,实现资源利用低碳化、能源消费清洁化。 展开更多
关键词 碳中和 天然气 页岩气 致密气 煤层气(煤岩气) 新能源 能源转型
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