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煤层气井水平段气泡流时液相滞留效应及轨迹优化
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作者 倪小明 赵彦伟 +2 位作者 李俊峰 闫晋 郭盛强 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期513-519,共7页
针对煤层气水平井段气泡流阶段井筒内流场分布特征不清、液体滞留效应影响不明的问题,应用COMSOL Multiphysics软件模拟气泡流态在4种水平段轨迹形态下的流场分布,分析不同水平井段轨迹形态、倾角等条件下气泡对液体流动的影响,并优化... 针对煤层气水平井段气泡流阶段井筒内流场分布特征不清、液体滞留效应影响不明的问题,应用COMSOL Multiphysics软件模拟气泡流态在4种水平段轨迹形态下的流场分布,分析不同水平井段轨迹形态、倾角等条件下气泡对液体流动的影响,并优化煤层气井水平段井眼轨迹。研究结果表明:随着倾俯角的增加,弓型井中气泡对液体的滞留效应最大,勺型井、上倾型井次之,下倾型井影响最小。当煤层上倾角度为8°~25°时,优先采用3°~7°的上倾型井眼轨迹;煤层上倾角度为0°~8°时,优先采用1°~4°的上倾型井眼轨迹;煤层下倾角度为0°~8°时,优先采用1°~4°的下倾型井眼轨迹。研究结论为煤层气水平井段轨迹优化设计提供理论指导。 展开更多
关键词 水平井段 气泡流 水平井井型 倾俯角 井眼轨迹 滞留效应 流场分布
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低产煤层气井无机矿物泡排酸蚀解堵特性
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作者 张惜图 胡胜勇 +4 位作者 冯国瑞 赵瑞锦 范雯莉 李国富 武玺 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期2198-2207,共10页
煤层气开发中无机矿物堵塞容易导致煤层气井低产,严重制约煤层气井的连续稳定排采与产量,酸蚀溶解是高效清理无机矿物的有效手段之一。基于无机矿物的多组分酸液溶蚀试验,考虑泡排作用对无机矿物的润湿携带效果,研究了起泡剂复配酸液解... 煤层气开发中无机矿物堵塞容易导致煤层气井低产,严重制约煤层气井的连续稳定排采与产量,酸蚀溶解是高效清理无机矿物的有效手段之一。基于无机矿物的多组分酸液溶蚀试验,考虑泡排作用对无机矿物的润湿携带效果,研究了起泡剂复配酸液解堵剂对低产煤层气井无机矿物的泡排酸蚀解堵特性。结果表明:氢氟酸对以硅酸盐岩为主要成分的无机矿物的溶蚀效果较盐酸与乙酸最佳,酸液质量分数超过12%对无机矿物溶蚀率增长不显著。多组分酸较单组份酸对无机矿物溶蚀率更高,普遍达40%^(8)0%。当复配解堵剂中起泡剂质量分数小于0.6%时,随起泡剂浓度增大,溶液表面张力、溶液与无机矿物表面接触角均逐渐减少,泡排作用下泡沫越绵密,起泡能力越强,泡沫半衰期逐渐延长,泡沫携粉含量越高。当起泡剂质量分数超过0.6%后,复配解堵液表面张力呈紊乱趋势,泡沫稳定性变差。十二烷基二甲基胺乙内酯(BS-12)泡沫体系泡径大,较脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)泡沫体系泡径大小不均对泡沫半衰期影响更为严重。由于十二烷基葡萄糖苷(APG)复配酸液表面张力最小,泡沫稳定绵密且对无机矿物润湿性最好,选取耐酸性强的非离子型表面活性剂APG作为起泡剂复配酸液为优选的溶蚀无机矿物解堵剂。泡排作用促进无机矿物溶蚀率少量增长,酸液浓度对泡沫稳定性、泡沫半衰期起抑制作用,泡沫携带排出的无机矿物粒径越小,粒径范围越窄。 展开更多
关键词 煤层气井 无机矿物 泡排 酸蚀 溶蚀 解堵
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山西晋城采煤扰动区地面煤层气井抽采效果地质分析 被引量:12
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作者 田永东 张遂安 +2 位作者 张典坤 赵祉友 赵小山 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期563-567,共5页
从地质研究角度,分析了晋城矿区采煤扰动区三口地面煤层气井的抽采效果。结果表明,采动井布置需要综合考虑原位地质条件和采动后的矿井地质条件,煤层含气量较高、开放性采动裂隙发育、岩层移动相对较弱的地段有利于采动井的井筒稳定和... 从地质研究角度,分析了晋城矿区采煤扰动区三口地面煤层气井的抽采效果。结果表明,采动井布置需要综合考虑原位地质条件和采动后的矿井地质条件,煤层含气量较高、开放性采动裂隙发育、岩层移动相对较弱的地段有利于采动井的井筒稳定和持续高产。采动井抽采过程一般经历三个阶段,即采煤工作面未达井筒阶段、采煤工作面靠近井筒阶段和采煤工作面远离井筒阶段,各阶段抽采量、浓度均表现出不同的特征。采动井的井身结构是影响抽采效果的重要工程因素,二开井段套管不固井的方式可以有效保护井身结构的完整性,但井筒体系密闭性不好,受此影响导致抽采甲烷浓度偏低;三开井段采用裸眼完井方式能够有效提高抽采流量及甲烷浓度,但不利于井筒保持稳定。 展开更多
关键词 晋城 采动井 地质条件 抽采效果
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山西省废弃矿井煤层气地面钻井开发关键问题与对策 被引量:30
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作者 王争 李国富 +6 位作者 周显俊 胡胜勇 李日富 陈文科 焦鹏帅 李超 李江彪 《煤田地质与勘探》 CSCD 北大核心 2021年第4期86-95,共10页
随着我国煤炭去产能政策的有力实施,一批资源枯竭及产能落后矿井将陆续关停废弃。废弃矿井仍赋存着大量的煤层气资源,其开发利用是实现煤炭产业清洁安全高效低碳发展、促进煤矿安全生产、优化能源结构、实现温室气体减排等方面的重要举... 随着我国煤炭去产能政策的有力实施,一批资源枯竭及产能落后矿井将陆续关停废弃。废弃矿井仍赋存着大量的煤层气资源,其开发利用是实现煤炭产业清洁安全高效低碳发展、促进煤矿安全生产、优化能源结构、实现温室气体减排等方面的重要举措。基于山西省煤基重点科技攻关(煤层气产业链)项目相关研究,系统阐述了废弃矿井煤层气开发面临着资源量评价不准、钻进体系不健全、井上下联合缺失等关键问题。针对这些问题提出以下几点对策:废弃矿井精准地质探测是采空区地面钻井轨迹设计的重要依据,尤其是炮采等落后采煤工艺的废弃矿井,地球物理勘探精度应达到米级才能有效降低钻遇煤柱风险;优选废弃矿井煤层气地面“L”型钻井思路,即选采空区周边一定距离的保安煤柱作为L型井位,并配套特殊钻进工艺;煤矿企业应将废弃矿井资源开发利用纳入煤矿全生命周期规划,尤其是矿井废弃前应确保煤层气抽采通道畅通,以实现煤层气井“一井多用”的新型井上下联合开采模式,提高废弃矿井煤层气开发效率;采用防回火、各种传感器等装置,并对关键参数设置自动报警停机界限值,从而使废弃矿井煤层气地面开采工艺安全、高效;对不同浓度废弃矿井煤层气,需要采取相应的梯级利用模式,从而提高整体开发利用价值。以山西省废弃矿井为示范区,研究认识对推动全国煤矿区废弃矿井煤层气开发利用具有重要的指导和示范意义。 展开更多
关键词 废弃矿井 煤层气 开发利用 关键问题 对策 L型井 一井多用 井上下联合抽采
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废弃煤矿采空区煤层气资源评价模型及应用 被引量:71
5
作者 孟召平 师修昌 +2 位作者 刘珊珊 田永东 李超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期537-544,共8页
如何评价废弃煤矿采空区煤层气资源是其开发中遇到的关键问题。在对煤炭开采覆岩变形破坏规律研究的基础上,通过理论分析和数学推导,建立了废弃矿井煤层气资源量评价模型和方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价。研... 如何评价废弃煤矿采空区煤层气资源是其开发中遇到的关键问题。在对煤炭开采覆岩变形破坏规律研究的基础上,通过理论分析和数学推导,建立了废弃矿井煤层气资源量评价模型和方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价。研究结果表明,煤炭开采导致采场周围岩体应力重新分布,引起煤层顶底板岩体发生变形与破坏。采空区煤层气资源主要由吸附气和游离气组成,主要来源于煤柱及残留煤层、临近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气。基于采动覆岩变形破坏分带特征,根据破碎岩体孔隙率和碎胀系数关系,分别建立了采空区垮落带和断裂带内岩体孔隙体积模型。结合煤层气资源在废弃矿井中的分布特征,考虑煤炭开采采空区积水情况,建立了采空区积水量计算和含水饱和度计算模型,提出了废弃矿井煤层气资源量计算方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价分析,评价结果认为,废弃煤矿采空区煤层气资源丰富,井田面积为6.5 km2,二叠系山西组3号煤层煤层气总资源量为5.871 7×108m3,其中吸附气资源5.835 3×108m3,游离气资源0.036 4×108m3,资源丰度为0.902 0×108m3/km2。 展开更多
关键词 废弃煤矿 采空区 煤层气资源 评价模型
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沁水盆地南部煤层气井产出水源解析及合层排采可行性判识 被引量:47
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作者 秦勇 张政 +2 位作者 白建平 刘东海 田永东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1892-1898,共7页
长期以来,沁水盆地南部丰富的太原组煤层气资源无法规模性动用,煤层气单井产量难以进一步提高,合层排采产出水来源得不到有效判识,合排难易程度无法客观评价。面对这些生产技术难题,基于28口单层及合层排采井产出水样品的微量元素测试分... 长期以来,沁水盆地南部丰富的太原组煤层气资源无法规模性动用,煤层气单井产量难以进一步提高,合层排采产出水来源得不到有效判识,合排难易程度无法客观评价。面对这些生产技术难题,基于28口单层及合层排采井产出水样品的微量元素测试分析,建立了产出水来源判识及合层排采可行性评价方法,进而以7口合层排采井为例进行了初步判识。分析表明,煤层气井产出水微量元素中蕴含着丰富的产出水来源信息,基于水岩作用原理可合理提取产出水源解析的特征微量元素。在甄别煤储层返排清污程度基础上,初步建立了由提取产出水特征微量元素、建立单煤层产出水特征微量元素标准模板、产出水来源与合排可行性判识3个步骤构成的评价流程。应用这一方法,在7口合层排采井中识别出产出水来源和层间干扰程度的3种情况。 展开更多
关键词 沁水盆地 煤层气井 合层排采 产出水 微量元素 源解析
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页岩气与煤层气吸附/解吸热力学特征对比 被引量:19
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作者 马东民 曹石榴 +4 位作者 李萍 张辉 武杰 郝春生 王力 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第2期64-67,共4页
为了促进煤层气与页岩气在储层评价与开发方式选择上的相互借鉴,进行了煤与页岩吸附甲烷的对比试验。通过多温度点页岩气和煤层气吸附/解吸试验,计算升压过程与解吸过程吸附热差异,发现热演化程度基本一致时,极限吸附热计算结果表明:煤... 为了促进煤层气与页岩气在储层评价与开发方式选择上的相互借鉴,进行了煤与页岩吸附甲烷的对比试验。通过多温度点页岩气和煤层气吸附/解吸试验,计算升压过程与解吸过程吸附热差异,发现热演化程度基本一致时,极限吸附热计算结果表明:煤层气在升压吸附时放热量19.148k J/mol,小于降压过程吸热量23.966 k J/mol,降压解吸难以持续;页岩气在升压吸附时放热量44.624k J/mol,大于降压过程吸热量32.656 k J/mol,降压促进吸附/解吸平衡向解吸方向移动。因此,利用排水降压进行煤层气开采时,应重视持续解吸技术的研究。 展开更多
关键词 页岩气 煤层气 吸附 解吸 吸附热
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煤层气地面井压裂-井下长钻孔抽采技术效果分析 被引量:25
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作者 王保玉 白建平 +1 位作者 郝春生 陈召英 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第2期100-103,共4页
针对单一地面井或井下钻孔抽采瓦斯效果不理想的问题,提出了在地面井煤层压裂增渗的同时,结合井下长钻孔部署的局部范围卸压增渗的方法,使煤层渗透性得到双重提高,进而取得较好的抽采效果。评价了人工裂缝监测技术对地面井煤层压裂的裂... 针对单一地面井或井下钻孔抽采瓦斯效果不理想的问题,提出了在地面井煤层压裂增渗的同时,结合井下长钻孔部署的局部范围卸压增渗的方法,使煤层渗透性得到双重提高,进而取得较好的抽采效果。评价了人工裂缝监测技术对地面井煤层压裂的裂缝形态和有效半径,考察了试验区瓦斯含量、百米钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采量及浓度等相关参数。结果表明:地面井压裂影响范围呈椭圆区间,长半轴一般为70~100 m,短半轴20~30 m;压裂影响区瓦斯抽采量及浓度明显提高,但随着时间的推移压裂效果逐渐降低。 展开更多
关键词 松软低渗煤层 地面井压裂 井下长钻孔抽采 抽采效果
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煤层气抽采机感应电机运行最优速度曲线控制策略研究 被引量:9
9
作者 王聪 王浩 白利军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期75-83,共9页
针对煤层气抽采机动态交变负荷下感应电机周期性工作于电动和发电状态导致直流供电侧母线电压波动大及能耗高的问题,提出一种基于感应电机运行最优速度曲线的节能控制策略。该控制策略通过推导出直流供电侧母线电压波动与感应电机加速... 针对煤层气抽采机动态交变负荷下感应电机周期性工作于电动和发电状态导致直流供电侧母线电压波动大及能耗高的问题,提出一种基于感应电机运行最优速度曲线的节能控制策略。该控制策略通过推导出直流供电侧母线电压波动与感应电机加速度之间一一映射关系,构造直流母线电压波动差绝对值函数和最大电压波动函数,通过对绝对值函数求极值和对最大电压波动函数做单调性分析,找到满足直流母线电压波动最小的最优加速度,从而得到煤层气抽采机感应电机运行最优速度曲线。最后,通过仿真和现场试验对不同电机运行速度下的直流供电侧母线电压波动情况进行综合分析比较,仿真和现场试验结果证明了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 煤层气抽采机 感应电机 最优速度曲线 直流母线电压 节能
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煤层气抽采直流微网建模与稳定性分析 被引量:4
10
作者 王浩 王聪 +2 位作者 马勇 白利军 程红 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第14期194-204,共11页
针对目前煤层气抽采现场用电不合理现状,构建一种新型煤层气抽采直流微网供电系统,并对该直流微网系统稳定性及控制策略进行研究。煤层气抽采直流微网供电系统分三层结构:第一层由光伏和蓄电池组成能量供给层;第二层由双向Buck/Boost变... 针对目前煤层气抽采现场用电不合理现状,构建一种新型煤层气抽采直流微网供电系统,并对该直流微网系统稳定性及控制策略进行研究。煤层气抽采直流微网供电系统分三层结构:第一层由光伏和蓄电池组成能量供给层;第二层由双向Buck/Boost变换器构成能量传输和分配层;第三层由煤层气抽采机构成负荷层。基于此架构推导了第一、二层输出阻抗Zo(s),并建立第三层煤层气抽采机电动机输入阻抗Zin(s)与受控源K??m串联的小信号模型,在此基础上得到系统全局小信号模型。考虑到呈现负阻抗特性的煤层气抽采机电动机周期性动态交变负荷引起的系统不稳定,在能量传输和分配层分析并讨论了一种基于虚拟阻抗的直流微网稳定性控制策略,以及利用下垂控制实现负荷功率动态平衡分配的方法。进一步利用阻抗匹配原则求解多项式1/(1+Zo(s)/Zin(s))主导极点,比较采取该稳定性控制策略前后的主导极点位置并分析直流微网系统稳定性。最后基于Matlab/Simulink搭建由光伏阵列、储能单元和煤层气抽采机组成的煤层气抽采直流微网系统模型,系统仿真证明了稳定性控制策略的有效性。 展开更多
关键词 煤层气抽采机 直流微网 全局小信号模型 虚拟阻抗 稳定性分析
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煤层气井抽水机电动机变频-恒频分段节能控制策略 被引量:5
11
作者 白利军 王浩 +1 位作者 王聪 姜柯 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2136-2142,共7页
由于煤层气井抽水机电动机负荷的动态交变特性,导致抽水机电动机周期性运行于电动和发电状态,造成电能严重浪费。为解决这一问题,结合抽水机负载及悬点运动规律,提出一种基于变频器变频-恒频分段协调工作的抽水机电动机节能控制新策略... 由于煤层气井抽水机电动机负荷的动态交变特性,导致抽水机电动机周期性运行于电动和发电状态,造成电能严重浪费。为解决这一问题,结合抽水机负载及悬点运动规律,提出一种基于变频器变频-恒频分段协调工作的抽水机电动机节能控制新策略。该控制策略取消了抽水机按上下冲程划分运行区间的做法,将运行区间重新划分为变频段和恒频段;在变频段改变抽水机电动机工作频率,将抽水机负荷端势能转化为动能,抽水机依靠自身能量转化运行,电动机不做功;在恒频段电动机工作于电动状态,驱动抽水机工作,此时电能转化为机械能。在现场以一台YVP180L-8,11 k W感应电机及其驱动的CYJY4-1.5-9 HB型煤层气井抽水机作为试验平台,对变频、恒频以及提出的变频-恒频分段节能控制策略进行综合节能情况对比。现场实测结果表明:所提控制策略会使抽水机运动和负荷特性发生改变;同时该控制策略能够有效解决能量回馈问题,避免能量回馈电机,较其他两种控制策略系统节电率提高10%;该控制策略具有较强通用性,为煤层气抽采系统节能降耗提供了新的研究思路和角度。 展开更多
关键词 煤层气抽水机 变频 分段控制 节能
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煤层气井井间干扰试井技术研究 被引量:4
12
作者 张遂安 秦鹏 +4 位作者 张典坤 邱锋 袁立颖 宋宏志 李天天 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第12期75-79,共5页
为了获得沁水盆地某区块煤层气储层的连通性以及彼此间的优势渗流方向,利用该区块的SH-39、SH-47、SH-48、SH-49井作为测试井组进行煤层气干扰试井。在观察井中下入精密直读式压力计,然后以一定的排量向激动井中注水,通过对激动井井底... 为了获得沁水盆地某区块煤层气储层的连通性以及彼此间的优势渗流方向,利用该区块的SH-39、SH-47、SH-48、SH-49井作为测试井组进行煤层气干扰试井。在观察井中下入精密直读式压力计,然后以一定的排量向激动井中注水,通过对激动井井底压力的变化进行分析和解释,结果表明:SH-39井与SH-48井、SH-49井是连通的,而且观测井SH-48与激动井SH-39之间地层的连通性略优于观测井SH-49与激动井SH-39之间地层的连通性,从而得出测试区域煤层气储层的优势渗流方向为北东方向,此结论为该区块煤层气的井网布置和井网优化提供了依据。 展开更多
关键词 煤层气井 干扰试井 观测井 压降 优势渗流方向
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考虑启动压力的煤层气直井采收率预测模型 被引量:4
13
作者 倪小明 杨艳辉 田永东 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第1期5-9,共5页
为查明煤层气井组排采时各井产气量差异的主要原因,采用实验室启动压力梯度和渗透率关系测试实验与渗流理论方法,构建了考虑启动压力的煤层气垂直井采收率预测模型.晋城矿区潘庄区块煤层气井的采收率计算结果表明:临界解吸压力、煤储层... 为查明煤层气井组排采时各井产气量差异的主要原因,采用实验室启动压力梯度和渗透率关系测试实验与渗流理论方法,构建了考虑启动压力的煤层气垂直井采收率预测模型.晋城矿区潘庄区块煤层气井的采收率计算结果表明:临界解吸压力、煤储层的导流能力的大小对煤层气井采收率的影响较大.改善煤储层的导流能力是提高采收率的重要途径.煤储层临界解吸压力、产气半径的差异性导致人为划定的单井控制面积计算采收率的局限性. 展开更多
关键词 渗透率 采收率 启动压力 井网间距 煤层气
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西峰矿区煤层气井产出水地球化学特征及排采状况分析 被引量:13
14
作者 王保玉 李友谊 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期579-582,共4页
西峰矿区是鄂尔多斯盆地中生界煤层气开发的探索区块之一,目前已施工多口煤层气探井。本文根据其中的5口煤层气井资料,分析了该区煤层气井产出水地球化学特征和煤层气井排采状况。研究揭示,该区地层水矿化度介于52~94g/L之间,平均... 西峰矿区是鄂尔多斯盆地中生界煤层气开发的探索区块之一,目前已施工多口煤层气探井。本文根据其中的5口煤层气井资料,分析了该区煤层气井产出水地球化学特征和煤层气井排采状况。研究揭示,该区地层水矿化度介于52~94g/L之间,平均68g/L,矿化度极高,具有卤水的典型性质;地层水呈微酸性,属于NaHCO3水型。研究认为,高矿化度指示地下水处于滞留或流动极为缓慢的状态,一方面有利于煤层气的保存,另一方面可能降低煤层对甲烷的吸附能力而导致含气量受损,同时也不利于次生生物气的生成,这可能是本区煤层含气量偏低的重要原因。该区域煤层气井产水量较高,主要是由于目的煤层上部洛河组砂岩含水层富水性较强,承压水头高,同时该区地下水矿化度高,呈微酸性,对煤层气井生产管柱造成腐蚀,导致煤层气井频繁停机,对煤层气井的连续排采造成很大影响。 展开更多
关键词 煤层气井 产出水 地球化学 排采 鄂尔多斯盆地
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煤层气抽采地面供电系统节能关键技术探讨 被引量:2
15
作者 王浩 王聪 白利军 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第3期104-110,156,共8页
随着煤层气产业规模日益扩大,煤层气抽采过程中的高能耗引起的高用电成本已成为制约煤层气产业可持续发展的首要问题。针对传统煤层气抽采地面交流供电系统用电严重不合理现状,首先阐述了传统煤层气抽采地面交流供电系统所涉及的节能关... 随着煤层气产业规模日益扩大,煤层气抽采过程中的高能耗引起的高用电成本已成为制约煤层气产业可持续发展的首要问题。针对传统煤层气抽采地面交流供电系统用电严重不合理现状,首先阐述了传统煤层气抽采地面交流供电系统所涉及的节能关键技术,结合煤层气抽采现场实际,初步提出了新型煤层气抽采地面直流微网供电系统方案,并对该方案实施中的几项关键技术进行总结与探讨,最后对煤层气抽采地面直流微网供电系统方案实施的可行性进行了分析与展望。 展开更多
关键词 煤层气 地面供电系统 直流微网 母线电压 稳定性分析
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煤层气抽采直流微网供电系统设计探讨 被引量:1
16
作者 白利军 王浩 +1 位作者 王聪 聂如青 《煤炭工程》 北大核心 2017年第2期17-19,共3页
由于我国煤层气生产普遍存在煤层气抽采区域大、分布广、井口分散且多数井口分布在偏远山区等情况,导致传统交流配电网建设困难且建设成本居高不下。基于以上现状,文章提出一种煤层气抽采直流微网供电系统,该系统采用光伏和蓄电池作为... 由于我国煤层气生产普遍存在煤层气抽采区域大、分布广、井口分散且多数井口分布在偏远山区等情况,导致传统交流配电网建设困难且建设成本居高不下。基于以上现状,文章提出一种煤层气抽采直流微网供电系统,该系统采用光伏和蓄电池作为供电单元,能够为煤层气抽采机提供供电保证。基于MATLAB/SIMULINK的煤层气抽采直流微网仿真模型验证了所提系统的正确性和可行性。 展开更多
关键词 煤层气抽采机 直流微网 光伏 蓄电池
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废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网关键技术及瓶颈问题 被引量:6
17
作者 王浩 李斌 +5 位作者 王雨婷 李绍令 张国澎 杨大山 白利军 王聪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1798-1813,共16页
从废弃矿井残留能源与空间资源协同利用出发,在废弃矿井绿色低碳多能互补体系框架下,统筹考虑废弃矿井采空区煤层气开采活动用电需求与采煤沉陷区可再生能源发电潜力,以及低浓度瓦斯发电和储能作为补充,提出探索构建集成风-光-气-储的... 从废弃矿井残留能源与空间资源协同利用出发,在废弃矿井绿色低碳多能互补体系框架下,统筹考虑废弃矿井采空区煤层气开采活动用电需求与采煤沉陷区可再生能源发电潜力,以及低浓度瓦斯发电和储能作为补充,提出探索构建集成风-光-气-储的废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统。相较于普通直流微电网,低系统惯量、弱电网连接、分布式发电随机波动和周期变工况负荷大扰动等多重不利因素叠加使得废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统稳定运行面临更加严峻的挑战。为此,有必要围绕废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统这一废弃矿井残留能源与空间资源协同利用潜在场景涉及的关键技术及背后的瓶颈问题展开系统梳理与探讨。首先,阐述了废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统的拓扑结构与组成单元,并从能量流动模型出发探讨了在寻求系统容量优化配置过程中需要考虑的约束条件。接着,提炼出煤层气抽采机电动机周期变工况负荷分析、低浓度瓦斯发电机气-电转换环节耦合、电压稳定控制及协调运行等破解废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统可靠稳定及协调运行难题涉及的关键技术,总结和回顾了已有研究进展,分析了目前工作存在的难点和问题,同时探讨了可能的解决方法及后续工作建议。进一步指出亟待攻克低浓度瓦斯发电机气-电耦合长时间尺度与风光储短时间尺度联合建模,以及低惯量、弱连接、大扰动等多重不利因素作用导致的电压振荡机理等关键技术背后的核心瓶颈问题。最后,从已有工作基础、研究进展及经济效益评估等方面展望了构建废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统的可行性及应用前景。 展开更多
关键词 废弃矿井 煤层气 多能互补 直流微电网 关键技术 瓶颈问题 可行性
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晋城地区煤层气井多层合采效果评价 被引量:14
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作者 杨建超 李贵红 +3 位作者 刘钰辉 李国富 王朝帅 孙天宇 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期26-31,共6页
煤层气井多煤层合采效果研究为煤炭安全、井下瓦斯治理、确定开发技术指标、单井配产、合理划分开发层系、煤层气高效开发以及制定中长期煤层气开发规划具有很好的参考价值。以晋城成庄矿区为例,将开发中后期排采效果检验井含气量等数... 煤层气井多煤层合采效果研究为煤炭安全、井下瓦斯治理、确定开发技术指标、单井配产、合理划分开发层系、煤层气高效开发以及制定中长期煤层气开发规划具有很好的参考价值。以晋城成庄矿区为例,将开发中后期排采效果检验井含气量等数据与邻近井原始含气量进行对比,分析3、9和15煤各煤层含气量在合层排采后的变化特征,以评价排采效果;并结合地质资料及现场排采动态进一步分析影响各煤层排采效果的主控因素。综合分析认为,成庄矿区经过多年地面煤层气多层合采,下部15号煤层比上部3号和9号煤层含气量降低更快。分析其原因认为成庄矿区15号煤层含气量降低较快的主要影响因素包括煤层渗透率、供液能力、储层压力及排采制度等。研究结果为剩余储量预测提供可靠的科学依据。 展开更多
关键词 煤层气 抽采效果 合层排采 煤层气含量 渗透率 成庄矿区 晋城地区
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西山地区煤层气径向水力钻孔技术应用及效果 被引量:3
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作者 乔晋 李瑞 +2 位作者 王森 刘彦锋 高超 《煤炭工程》 北大核心 2020年第6期86-90,共5页
煤层气径向水力钻孔是国内近几年发展起来的用于煤层气增产的工艺技术。为了研究径向水力钻孔技术在煤层气井增产的应用效果,分析了该技术的原理与施工工艺,并对西山地区古交矿区两口煤层气井开展了径向水力钻孔施工试验。结果表明,径... 煤层气径向水力钻孔是国内近几年发展起来的用于煤层气增产的工艺技术。为了研究径向水力钻孔技术在煤层气井增产的应用效果,分析了该技术的原理与施工工艺,并对西山地区古交矿区两口煤层气井开展了径向水力钻孔施工试验。结果表明,径向水力钻井技术可增加煤层的导通能力,试验井产量获得了明显提升,但效果还不够理想。基于此,分别从地质与工程角度分析了增产效果不理想的原因。径向钻孔技术在煤层气排采增产改造及水力压裂工艺优化方面具有一定应用前景,但还需要加大该技术的理论基础研究,优化施工工艺。 展开更多
关键词 煤层气 径向钻孔 增产改造 解堵 西山地区
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软硬煤复合的煤层气水平井分段压裂技术及应用 被引量:53
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作者 许耀波 郭盛强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1169-1177,共9页
针对软硬煤复合煤层的煤层气抽采效率低、煤层纵向剖面上抽采不均衡等问题,为了实现大面积快速、整体高效抽采煤层气,以沁水盆地赵庄井田3号煤层为例,对软硬煤分层特征进行精细评价,优化了软硬煤复合煤层中的局部硬煤段,研究了硬煤层中... 针对软硬煤复合煤层的煤层气抽采效率低、煤层纵向剖面上抽采不均衡等问题,为了实现大面积快速、整体高效抽采煤层气,以沁水盆地赵庄井田3号煤层为例,对软硬煤分层特征进行精细评价,优化了软硬煤复合煤层中的局部硬煤段,研究了硬煤层中不固井水平井分段压裂开发煤层气技术方法,在对水平井压裂裂缝扩展规律研究的基础上,研究了分段压裂水平井开发煤层气技术对策。研究结果表明:3号煤层软硬煤结构分层明显,软硬煤存在明显的自然伽马和电阻率测井响应特征;硬煤层中水平井压裂能形成一条复杂不规则的垂直裂缝,裂缝易于沿脆性较强的顶板岩层扩展延伸,裂缝能够扩展延伸进入软煤层,提高软硬煤的压裂增产效果;硬煤层中水平井位置和压裂施工排量是影响裂缝扩展效果的两个因素,压裂施工排量影响程度较大、水平井位置影响程度较小。针对这一特点,进一步研究了硬煤层中不固井水平井分段压裂开发煤层气4个关键技术:①水平井射孔、压裂段优选工艺技术;②油管拖动大排量水力喷射防窜流工艺技术;③"大排量、大规模、中砂比"的段塞式清水携砂压裂工艺技术;④气/水分井同步生产精细化排水采气技术。工程试验证明,该技术能大幅度提高煤层气水平井单井产量,突破了软硬煤复合煤层低产技术瓶颈,为软硬煤复合煤层的煤矿区煤层气抽采和瓦斯灾害治理提供了技术途径。 展开更多
关键词 软硬煤复合煤层 分段压裂 煤层气 水平井 沁水盆地
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