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准南低质煤层气原位提质增量研究
被引量：
1
1
作者
苏现波
丁锐
+8 位作者
赵伟仲
严德天
李瑞明
王一兵
王海超
黄胜海
周艺璇
王小明
伏海蛟
《煤炭学报》
北大核心
2025年第1期532-545,共14页
煤层气作为一种非常规天然气,其开发利用契合国家能源安全目标,更是对碳中和的一种助力。准南是我国重要的煤层气资源富集区之一,也是目前中国煤层气开发的热点地区,但高产井数量不多,稳产困难,迫切需要一种能够增加单井控制范围内煤层...
煤层气作为一种非常规天然气,其开发利用契合国家能源安全目标,更是对碳中和的一种助力。准南是我国重要的煤层气资源富集区之一,也是目前中国煤层气开发的热点地区,但高产井数量不多,稳产困难,迫切需要一种能够增加单井控制范围内煤层气资源量的技术;同时高CO_(2)和高H_(2)S体积分数已经成为该区煤层气的普遍现象,迫切需要一种原位处置这2种有害气体的技术,煤层气生物工程为此类煤层气的“提质增量”提供一种潜在可行技术。现场的跟踪监测以及实验室物理模拟试验表明,CO_(2)的体积分数与储层温度密切相关,产酸发酵细菌和产氢产乙酸菌能够在较为宽广的储层温度下保持活性而产生CO_(2);而相对较低的储层温度下氢营养型产甲烷菌代谢较弱、CO_(2)很难被还原,这是该区CO_(2)的主要成因。此外发现地下水中携带的有机质、SO_(4)^(2-)和原始菌群在运移过程中进行着代谢活动,随着排采的长期进行,当地下水补给速率、排采速率和产甲烷菌的代谢周期相匹配时,就会生成的H_(2)S,被称为后生生物H_(2)S。这2种酸性气体的存在,不仅影响安全生产,也大幅降低了煤层气的“质”。以准南低质煤层气为研究对象,提出了一种微生物介导的煤层气原位提质增量关键技术,并从必要性和可行性两方面阐述了该技术在煤层气增产、CO_(2)原位微生物转化、H_(2)S原位抑制方面的广阔前景。该技术的基本思路是将煤储层作为一个“车间”,微生物作为“劳动力”,将煤和原始储层中CO_(2)作为“生产资料”,制造的“产品”为甲烷,对于CO_(2)实现了生物甲烷化,对于H_(2)S实现了原位抑制,对于煤层气实现了提质增量。该技术涉及的关键挑战包括高效菌群的培养(培育温度范围宽广的氢营养型产甲烷菌)、H_(2)S原位抑制的生物压裂液研制以及提质增量的评价技术。物理模拟CO_(2)微生物甲烷化实验表明随着储层温度的增加,CO_(2)微生物累计甲烷化量逐渐增加,在55℃下达到最大值8.5 m^(3)/t,参与该过程的糖酵解、丙酮酸代谢和TCA循环的关键酶的丰度在55℃下明显高于其他原位厌氧发酵系统,提高了CO_(2)的转化效率与转化量;添加生物抑制剂的非CO_(2)气氛厌氧发酵系统生物甲烷产量为4.5 m^(3)/t,略高于对照组的4.38 m^(3)/t;而气态H_(2)S的体积分数比对照组减少了88.8%,且从第9天开始到产气结束一直为0,实现了H_(2)S的原位抑制。
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关键词
准噶尔盆地南缘(准南)
低质煤层气
CO_(2)生物甲烷化
H_(2)S原位抑制
提质增量
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职称材料
基于煤储层水力压裂动态渗透率变化的压裂效果评价方法及其应用
被引量：
4
2
作者
山拓
孙长彦
+2 位作者
王乾
谢相军
范毅刚
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期57-65,共9页
压裂施工曲线是反映压裂效果的重要依据,而压裂阶段储层渗透率的动态变化能够更直观地反映造缝效果。借鉴试井渗透率测试原理,建立一种压裂阶段储层动态渗透率定量评价方法,并将该方法应用到准南某区块2口煤层气井水力压裂效果评价中,...
压裂施工曲线是反映压裂效果的重要依据,而压裂阶段储层渗透率的动态变化能够更直观地反映造缝效果。借鉴试井渗透率测试原理,建立一种压裂阶段储层动态渗透率定量评价方法,并将该方法应用到准南某区块2口煤层气井水力压裂效果评价中,获得压裂阶段储层动态渗透率曲线;同时采用G函数对压裂效果进一步评价。结果表明:动态渗透率曲线所反映压裂效果与G函数分析和基于排量、井底流压关系的评价结果吻合较好,能够反映储层内裂缝开启、延伸效果;其中,CMG-01井通过实施煤储层与围岩大规模缝网改造,压裂阶段储层渗透率最高达到2.5μm^(2),造缝效果良好;而CBM-02井实施煤储层常规水力压裂,储层渗透率保持在1.8μm^(2)之下,显示出煤储层常规水力压裂与煤储层-围岩大规模缝网改造的差异性。动态渗透率定量评价方法弥补前期压裂改造效果缺乏量化评价的不足,为煤层气/煤系气储层水力压裂工艺的优化提供依据。
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关键词
煤层气
水力压裂
动态渗透率
压裂效果评价
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职称材料
题名
准南低质煤层气原位提质增量研究
被引量：
1
1
作者
苏现波
丁锐
赵伟仲
严德天
李瑞明
王一兵
王海超
黄胜海
周艺璇
王小明
伏海蛟
机构
河南理工大学资源环境学院
河南理工大学非常规天然气研究院
中国地质大学资源学院
中原经济区煤层(页岩)气协同创
新
中心
新
疆维吾尔自治区煤田地质局
新
疆亚
新
煤层气
投资
开发
(
集团
)
有限
责任
公司
新
疆大学地质与矿业工程学院
乌鲁木齐
国盛
新
能源
投资
开发
(
集团
)
有限公司
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第1期532-545,共14页
基金
国家自然科学基金重点资助项目(42230804)
河南省重点研发专项资助项目(231111320600)
中国博士后科学基金资助项目(2023M741045)。
文摘
煤层气作为一种非常规天然气,其开发利用契合国家能源安全目标,更是对碳中和的一种助力。准南是我国重要的煤层气资源富集区之一,也是目前中国煤层气开发的热点地区,但高产井数量不多,稳产困难,迫切需要一种能够增加单井控制范围内煤层气资源量的技术;同时高CO_(2)和高H_(2)S体积分数已经成为该区煤层气的普遍现象,迫切需要一种原位处置这2种有害气体的技术,煤层气生物工程为此类煤层气的“提质增量”提供一种潜在可行技术。现场的跟踪监测以及实验室物理模拟试验表明,CO_(2)的体积分数与储层温度密切相关,产酸发酵细菌和产氢产乙酸菌能够在较为宽广的储层温度下保持活性而产生CO_(2);而相对较低的储层温度下氢营养型产甲烷菌代谢较弱、CO_(2)很难被还原,这是该区CO_(2)的主要成因。此外发现地下水中携带的有机质、SO_(4)^(2-)和原始菌群在运移过程中进行着代谢活动,随着排采的长期进行,当地下水补给速率、排采速率和产甲烷菌的代谢周期相匹配时,就会生成的H_(2)S,被称为后生生物H_(2)S。这2种酸性气体的存在,不仅影响安全生产,也大幅降低了煤层气的“质”。以准南低质煤层气为研究对象,提出了一种微生物介导的煤层气原位提质增量关键技术,并从必要性和可行性两方面阐述了该技术在煤层气增产、CO_(2)原位微生物转化、H_(2)S原位抑制方面的广阔前景。该技术的基本思路是将煤储层作为一个“车间”,微生物作为“劳动力”,将煤和原始储层中CO_(2)作为“生产资料”,制造的“产品”为甲烷,对于CO_(2)实现了生物甲烷化,对于H_(2)S实现了原位抑制,对于煤层气实现了提质增量。该技术涉及的关键挑战包括高效菌群的培养(培育温度范围宽广的氢营养型产甲烷菌)、H_(2)S原位抑制的生物压裂液研制以及提质增量的评价技术。物理模拟CO_(2)微生物甲烷化实验表明随着储层温度的增加,CO_(2)微生物累计甲烷化量逐渐增加,在55℃下达到最大值8.5 m^(3)/t,参与该过程的糖酵解、丙酮酸代谢和TCA循环的关键酶的丰度在55℃下明显高于其他原位厌氧发酵系统,提高了CO_(2)的转化效率与转化量;添加生物抑制剂的非CO_(2)气氛厌氧发酵系统生物甲烷产量为4.5 m^(3)/t,略高于对照组的4.38 m^(3)/t;而气态H_(2)S的体积分数比对照组减少了88.8%,且从第9天开始到产气结束一直为0,实现了H_(2)S的原位抑制。
关键词
准噶尔盆地南缘(准南)
低质煤层气
CO_(2)生物甲烷化
H_(2)S原位抑制
提质增量
Keywords
Southern Junggar Basin
low-quality coalbed methane
CO_(2)microbial methanogenesis
in-situ H_(2)S inhibition
quality improvement and production increase
分类号
P618.11 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
基于煤储层水力压裂动态渗透率变化的压裂效果评价方法及其应用
被引量：
4
2
作者
山拓
孙长彦
王乾
谢相军
范毅刚
机构
河南理工大学资源环境学院
乌鲁木齐
国盛
新
能源
投资
开发
(
集团
)
有限公司
出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期57-65,共9页
基金
国家自然科学基金项目(41872176)
山西省科技攻关计划项目(20191102001)。
文摘
压裂施工曲线是反映压裂效果的重要依据,而压裂阶段储层渗透率的动态变化能够更直观地反映造缝效果。借鉴试井渗透率测试原理,建立一种压裂阶段储层动态渗透率定量评价方法,并将该方法应用到准南某区块2口煤层气井水力压裂效果评价中,获得压裂阶段储层动态渗透率曲线;同时采用G函数对压裂效果进一步评价。结果表明:动态渗透率曲线所反映压裂效果与G函数分析和基于排量、井底流压关系的评价结果吻合较好,能够反映储层内裂缝开启、延伸效果;其中,CMG-01井通过实施煤储层与围岩大规模缝网改造,压裂阶段储层渗透率最高达到2.5μm^(2),造缝效果良好;而CBM-02井实施煤储层常规水力压裂,储层渗透率保持在1.8μm^(2)之下,显示出煤储层常规水力压裂与煤储层-围岩大规模缝网改造的差异性。动态渗透率定量评价方法弥补前期压裂改造效果缺乏量化评价的不足,为煤层气/煤系气储层水力压裂工艺的优化提供依据。
关键词
煤层气
水力压裂
动态渗透率
压裂效果评价
Keywords
coalbed methane
hydraulic fracturing
dynamic permeability
fracturing effect evaluation
分类号
TE371 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
准南低质煤层气原位提质增量研究
苏现波
丁锐
赵伟仲
严德天
李瑞明
王一兵
王海超
黄胜海
周艺璇
王小明
伏海蛟
《煤炭学报》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于煤储层水力压裂动态渗透率变化的压裂效果评价方法及其应用
山拓
孙长彦
王乾
谢相军
范毅刚
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
在线阅读
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职称材料
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