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寺河东五盘区煤与煤层气共采技术与应用
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作者 李国富 季长江 +4 位作者 李军军 张江华 唐杰 赵晋斌 邵显华 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期291-303,共13页
高瓦斯矿井煤层含气量大,单纯的井下瓦斯抽采受时间及空间制约,导致井下抽采效果受限。同时,由于井下通常仅依靠钻孔进行负压抽采,煤层增透手段和改造方式缺乏,导致抽采不充分,煤层含气量总体降幅小,无法快速实现工作面消突、达到保障... 高瓦斯矿井煤层含气量大,单纯的井下瓦斯抽采受时间及空间制约,导致井下抽采效果受限。同时,由于井下通常仅依靠钻孔进行负压抽采,煤层增透手段和改造方式缺乏,导致抽采不充分,煤层含气量总体降幅小,无法快速实现工作面消突、达到保障矿井安全生产的要求。运用油气开发技术在地面进行煤层气抽采,煤层增透措施不受空间限制,可采用多种手段进行煤层改造,提升储层渗透性。同时,根据采掘规划,在地面超前布置煤层气抽采工程,对煤层进行长时间超前预抽,可减少井下瓦斯抽采工程量,缩短井下瓦斯抽采和达标时间,保障矿井安全生产。为大幅降低高瓦斯煤层含气量,提升煤炭开采效率与安全生产水平,针对寺河矿东五盘区煤层气地质特征,结合盘区采掘衔接规划,开展相适应的煤层气地面与井下抽采技术与工艺研究,探索高瓦斯矿井的煤与煤层气高效协调开发。采用理论分析与现场测试相结合的方式,对东五盘区开展多种煤层气地面与井下抽采尝试,综合降低煤层含气量。并通过地面抽采效果检验井,评价东五盘区煤层气抽采实际效果。经过近20 a的井上下连续抽采,东五盘区规划区3号煤层剩余含气量降到8 m^(3)/t以下,平均降幅在50%以上;准备区抽采达标时间缩短了15%以上,保障了矿井高产高效;生产区井下精准抽采甲烷浓度提高5%以上,工作面抽采率提高5%以上,确保井下高效抽采。东五盘区地面大规模超前预抽已基本实现高瓦斯煤层的低瓦斯采掘。煤与煤层气共采既通过地面超前预抽大幅度降低了煤层含气量、增加了煤层气产量,又通过井下精准抽采填补了地面抽采盲区,实现了煤层气抽采的全覆盖,节约了井下瓦斯抽采成本。寺河矿东五盘区煤与煤层气共采的成功实施,不仅有效保障了高瓦斯煤层的低瓦斯开采,也大幅度降低了甲烷排空污染大气环境,同时还促进了沁南煤层气产业基地的建设,为其他高瓦斯矿井的煤与煤层气共采提供了参考与借鉴,对煤与煤层气共采技术的推广具有重要的意义。 展开更多
关键词 煤与煤层气共采 寺河矿 东五盘区 抽采效果评价 井上下联合抽采
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煤炭企业投资煤层气专业公司商业模式优化研究
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作者 赵祉友 李国富 +2 位作者 张永成 何庆宏 尹智楠 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期1-8,共8页
开发利用煤层气(煤矿瓦斯)综合效益显著、潜力较大,需要充分发挥各类市场主体的作用。分析了4种不同类型企业开发利用煤层气(煤矿瓦斯)的价值属性特征,比较了这些企业商业模式在价值主张、目标客户、核心资源、关键业务和成本收入结构... 开发利用煤层气(煤矿瓦斯)综合效益显著、潜力较大,需要充分发挥各类市场主体的作用。分析了4种不同类型企业开发利用煤层气(煤矿瓦斯)的价值属性特征,比较了这些企业商业模式在价值主张、目标客户、核心资源、关键业务和成本收入结构等方面存在的差异,指出了煤炭企业投资的煤层气专业公司差异化发展思路,提出了创新付费模式、实行利益捆绑、煤矿瓦斯收购混配等创新措施,给出了煤炭股东企业支持其煤层气专业化公司发展的对策建议,为煤炭企业投资的煤层气专业公司规模化商业化发展提供借鉴参考。 展开更多
关键词 煤层气开发 价值属性 差异化发展 商业模式
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我国煤矿瓦斯抽采与利用发展历程、技术进展及展望 被引量:8
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作者 李国富 李超 +3 位作者 张碧川 徐云 王争 周显俊 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期77-91,共15页
【目的和方法】为加快推进煤矿瓦斯抽采与利用技术的研发与应用,通过系统梳理我国煤矿瓦斯抽放向瓦斯抽采转变的发展历程,总结归纳我国典型煤矿瓦斯精准高效抽采技术,全面介绍煤矿瓦斯安全集输与全浓度利用技术最新应用情况,以期为加速... 【目的和方法】为加快推进煤矿瓦斯抽采与利用技术的研发与应用,通过系统梳理我国煤矿瓦斯抽放向瓦斯抽采转变的发展历程,总结归纳我国典型煤矿瓦斯精准高效抽采技术,全面介绍煤矿瓦斯安全集输与全浓度利用技术最新应用情况,以期为加速发展煤矿瓦斯抽采与利用技术、实现甲烷减排、助力碳达峰碳中和(“双碳”)目标提供借鉴。【进展】20世纪30−50年代是我国煤矿瓦斯抽放的起步阶段,主要在辽宁抚顺、山西阳泉、重庆天府等矿区采用井下钻孔法抽放本煤层瓦斯和上邻近层瓦斯保障采掘安全;60−70年代,黑龙江鸡西、贵州水城等矿区采取边掘边抽措施防治瓦斯超限与事故,取得了良好效果,开发了邻近层瓦斯抽放技术,针对低透气性煤层试验了煤层水力割缝、控制预裂爆破、水射流扩孔等方法;自20世纪80年代开始,随着工作面瓦斯涌出量大幅度增加,有针对性地应用本煤层瓦斯预抽、邻近层瓦斯抽放和采空区瓦斯抽放等多种方法对卸压瓦斯进行了有效抽放,但瓦斯利用进展缓慢。进入21世纪后,对煤矿瓦斯的认识已由单一灾害属性向灾害与资源共生属性转变,逐步实现了变瓦斯抽放为瓦斯抽采,结合不同矿区瓦斯地质条件差异性形成了以山西晋城“四区联动”井上下联合抽采模式、安徽两淮碎软低渗煤层保护层开采模式以及重庆松藻水力强化增透模式为典型代表的瓦斯抽采模式,研发形成了水封阻火泄爆、干式阻火器、细水雾和自动喷粉抑爆等安全输送技术与装置,迄今已获得广泛应用。在瓦斯利用方面,研发应用了瓦斯发电、直流氧化、多孔介质燃烧、蓄热氧化、乏风瓦斯掺混氧化等技术,为煤矿瓦斯“全浓度”利用提供了技术支撑。但煤矿瓦斯抽采仍然面临普适性差、成本高等难题,利用技术主要面临经济性差的挑战。【展望】煤矿瓦斯抽采与利用技术的发展将聚焦至发展10 a规划区域瓦斯超前预抽采技术体系、扩展煤与瓦斯共采模式、源头优化瓦斯利用各环节、提升瓦斯抽采管网智能化水平、产−学−研−政联合攻关助力瓦斯利用项目落地等方面,实现煤矿瓦斯的全浓度利用,助力煤炭行业“双碳”目标的实现。 展开更多
关键词 “双碳”目标 瓦斯抽放 瓦斯抽采 瓦斯利用 煤与瓦斯共采
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煤矿区煤层气“四区联动”井上下联合抽采模式与技术体系 被引量:29
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作者 李国富 张遂安 +2 位作者 季长江 李军军 王朝帅 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期14-25,共12页
为了更好地实现高瓦斯矿区煤炭与煤层气2种资源的安全高效协调开发,在“十一五”“十二五”研发的煤层气“三区联动”立体抽采模式基础上,依托“十三五”国家科技重大专项持续攻关,并紧密结合山西重点煤矿区生产实际,创新研发了全矿区... 为了更好地实现高瓦斯矿区煤炭与煤层气2种资源的安全高效协调开发,在“十一五”“十二五”研发的煤层气“三区联动”立体抽采模式基础上,依托“十三五”国家科技重大专项持续攻关,并紧密结合山西重点煤矿区生产实际,创新研发了全矿区、全层位、全时段的煤矿区煤层气“四区(规划区、准备区、生产区、采空区)联动”井上下联合抽采模式(新晋城模式)和系列技术体系,在山西重点煤矿区得到广泛应用并取得了良好效果。煤矿规划区煤层气地面抽采技术早期主要采用垂直井、定向井、水平井等技术,现已发展至以分段压裂水平井为主导的井工厂化集约开发模式与技术。经十五年的地面超前预抽,晋能控股寺河矿东五盘区3号煤层平均降幅超过55%,该盘区的5310、5311工作面已顺利完成安全高效采煤,实现了高瓦斯煤层的低瓦斯开采。准备区煤层气井上下联合抽采技术充分利用了压裂影响区渗透率大幅提升和井下开放空间抽采生产压差增大的优势,构建了立体抽采网络,提高了煤层气抽采效率,有效缓解了矿井抽掘采接替紧张,促进了高产高效。基于生产区采动活动剧烈和井下工程全开放特点,运用定向钻机精准完成区域递进式顺层钻孔、穿层钻孔、高位定向长钻孔等,精准均衡抽采生产区煤层气,有效解决了常规钻孔轨迹不可控、易形成抽采盲区、抽采效果差等难题,实现了生产区井下抽采精准达标,确保万无一失。针对煤炭采空区煤层气资源赋存规律不清、资源量评估困难、安全钻采技术缺乏等难题,创建了采空区煤层气资源量计算方法,研发了煤矿采空区地面钻采系列技术,已在晋城、西山、阳泉等山西重点煤矿区完成了129口井的示范推广,累计抽采利用煤层气1.28亿m^(3),相当于减排二氧化碳192万t。“四区联动”井上下联合抽采模式和系列技术体系在山西重点煤矿区的成功,有效实现了煤层气“减少温室气体排放、保障煤矿安全生产、补充绿色气体能源”三重功效,为我国煤层气产量由2006年的25.8亿m^(3)提升到2020年的191.7亿m^(3)提供了有力的支撑,同时也为山西重点煤矿区煤炭采深逐年加深、矿井生产条件日趋复杂、生产矿井数量持续减少、煤炭总产量稳步增长提供了有效的保障。 展开更多
关键词 煤矿区 煤层气 四区联动 规划区 准备区 生产区 采空区
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煤矿采空区煤层气地面开发技术及工程应用——以沁水盆地晋城矿区为例 被引量:20
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作者 周显俊 李国富 +2 位作者 李超 王争 李江彪 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期66-72,共7页
煤炭采出后,采空区中仍蕴藏着丰富的煤层气资源,其资源评价与开发利用具有环保和资源双重意义。近几年来,在山西晋城、西山和阳泉等矿区开展了地面钻井抽采采空区煤层气的积极探索,但在采空区煤层气地面开发过程中,往往因煤矿采空区积... 煤炭采出后,采空区中仍蕴藏着丰富的煤层气资源,其资源评价与开发利用具有环保和资源双重意义。近几年来,在山西晋城、西山和阳泉等矿区开展了地面钻井抽采采空区煤层气的积极探索,但在采空区煤层气地面开发过程中,往往因煤矿采空区积水、上覆岩层承压涌水等原因,导致地面钻井不产气或抽采气量低。以山西晋城岳城矿为例,研究不同采煤工艺下的采空区煤层气赋存特征、采空区积水和采空区裂隙带岩层渗透率对采空区煤层气地面开发的影响,提出采空区井布置原则和抽采技术,为解决三开空气钻进过程中岩粉进入裂隙带堵塞采空区煤层气运移通道问题,探索用水力冲孔方法提高采空区裂隙带岩层渗透率方面的应用。研究表明,煤矿采空区井布井原则:(1)采空区井应布置在采空区积水区域之外;(2)针对房柱式采煤形成的采空区空间形态,采空区井应避开保护煤柱最终完钻至采空区空间内;针对长臂式垮落法采煤形成的采空区空间形态,采空区井最优钻井区域为“O”形圈边界连线和采场边界之间靠近终采线一侧。研发了一种煤矿采空区井排水采气一体化抽采系统,该抽采系统实现了采空区井底积水抽排和煤层气抽采同步进行,解决了采空区上覆岩层承压涌水造成煤层气产量下降问题,抽采系统优化前后采空区井煤层气抽采量增加33.3%。探索性地将水力冲孔运用于解决钻井岩屑造成的采空区裂隙带岩层渗透率下降问题,工程试验结果表明,水力冲孔改造前后采空区井日均抽采量最高增长率为11.30%,提出了采用泡沫欠平衡钻井技术解决钻井岩粉侵入采空区裂隙带的建议。 展开更多
关键词 煤矿采空区 煤层气 地面抽采 井位布置 井身结构
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煤层气井地面压裂和井下长钻孔联合抽采技术研究 被引量:9
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作者 陈召英 郝海金 +2 位作者 郝春生 赵晋斌 田庆玲 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期142-146,共5页
晋城矿区煤层含气量高、渗透率低,单一的地面或井下抽采效果不理想,为使煤矿安全开采,须结合井下长钻孔部署的局部范围卸压增渗的瓦斯预抽技术,使煤层渗透性得到成倍提高。采用微地震法及电位法等人工裂缝监测技术,对试验井压裂的裂缝... 晋城矿区煤层含气量高、渗透率低,单一的地面或井下抽采效果不理想,为使煤矿安全开采,须结合井下长钻孔部署的局部范围卸压增渗的瓦斯预抽技术,使煤层渗透性得到成倍提高。采用微地震法及电位法等人工裂缝监测技术,对试验井压裂的裂缝形态和有效半径进行了评价,以试验区百米钻孔瓦斯流量、瓦斯浓度等相关参数作为考察对象,分析研究了地面压裂与井下长钻孔施工的时空衔接关系。研究结果表明:试验区地面井压裂影响范围呈椭圆区间,长半轴为120~150 m,短半轴为50~80 m,裂缝形态以水平裂缝为主;压裂影响区内百米钻孔瓦斯流量是压裂区外的1.33~17.50倍,瓦斯体积分数平均提高了35%;地面压裂与井下抽采衔接越紧密抽采效果越好,地面压裂施工后优先施工稳定性较好的煤层顶板钻孔,待压裂裂缝与煤体达到新的动态平衡后再施工顺煤层钻孔;综合考虑抽采效果及井下安全,压裂井井底与已掘巷道、已施工钻孔距离150~200 m为宜。 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 时空关系
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等离子脉冲技术提高煤层气田采收率的理论与实践 被引量:9
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作者 李军军 郝春生 +1 位作者 王维 孙天玉 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期193-198,共6页
我国煤层气井产能瓶颈问题凸显,常规的储层改造措施大都具有破坏产层基质、裂缝延伸方向很难控制等特点。为探索一种更高效、更环保的储层改造技术,结合煤层气的成藏机制及产出机理,引进了处理方法简单高效的等离子脉冲技术,该技术在油... 我国煤层气井产能瓶颈问题凸显,常规的储层改造措施大都具有破坏产层基质、裂缝延伸方向很难控制等特点。为探索一种更高效、更环保的储层改造技术,结合煤层气的成藏机制及产出机理,引进了处理方法简单高效的等离子脉冲技术,该技术在油气田上已取得了成功应用。依据等离子脉冲技术的工艺原理,在遵循一定的选井原则基础上,优选了晋城矿区寺河和郑庄区块的4口井,开展了该工艺技术适用性的试验。结果表明:等离子脉冲技术产生的周期性的宽频带波有助于激发煤储层系统内的共振效应,在原生裂隙的基础上发育大量的扩张裂隙网络,还能将产气通道及近井地带堵塞物剥离,增加储层渗透率。煤层气井生产实践进一步证实,应用等离子脉冲技术改造煤储层取得了良好的效果,该技术值得推广应用。 展开更多
关键词 等离子脉冲 煤层气 储层改造 采收率
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过采空区抽采下组煤煤层气技术及工程应用初探--以晋城寺河井田为例 被引量:11
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作者 李军军 李国富 +2 位作者 郝海金 郝春生 王争 《煤田地质与勘探》 CSCD 北大核心 2021年第4期96-104,共9页
晋城矿区寺河井田3号煤层经多年的煤矿开采,形成了大面积的采空区,大面积的卸压提高了下组煤(9号、15号)的渗透率,但由于采空区阻隔和煤层气地面预抽技术的局限,致使下组煤煤层气尚未得到有效抽采。为保证煤矿的安全生产和产能的释放,... 晋城矿区寺河井田3号煤层经多年的煤矿开采,形成了大面积的采空区,大面积的卸压提高了下组煤(9号、15号)的渗透率,但由于采空区阻隔和煤层气地面预抽技术的局限,致使下组煤煤层气尚未得到有效抽采。为保证煤矿的安全生产和产能的释放,结合采空区特征,采用过采空区钻完井及压裂工艺新技术,分析施工参数及后期产能情况,评价过采空区抽采下组煤煤层气技术的应用效果。结果表明:地面钻井开发过采空区下组煤煤层气资源时,应首先进行井位优选及井身结构优化,以保证钻井的成功率;采用氮气置换套管钻井工艺及低压易漏注浆加固等穿采空区钻完井技术,不仅可以有效降低采空区煤层气自燃甚至爆炸风险,而且保证了穿采空区段固井质量;优化采空区下组煤层压裂施工参数并设计不同井位的煤层气井压裂工艺,有效扩展裂缝长度,同时也避免了“压穿”等压裂事故发生;精细化排采管控措施可以有效扩大泄流半径,提高单井产能。现场一百余口过采空区煤层气井排采实践表明,单井最高产气量达到8832 m^(3)/d,日均产气量达到2694 m^(3),验证了过采空区抽采下组煤煤层气技术可行,可推广应用。 展开更多
关键词 过采空区 煤层气抽采 氮气置换套管钻井 下组煤 分层压裂 精细化排采
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基于微破裂能量扫描技术的煤层水力压裂裂缝展布形态研究
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作者 赵晋斌 张竣淞 +3 位作者 程志恒 赵渝龙 刘洪汰 季长江 《煤炭工程》 北大核心 2024年第S1期97-103,共7页
煤储层水力压裂中裂缝的扩展和压裂改造的效果与煤岩储层性质和施工参数等各种因素有关。通过现代测试方法获得郑庄地区3号煤层力学参数,利用Fracpro PT平台建立地质模型,对ZH-SB-2煤层气井进行水力压裂数值模拟,通过微破裂能量扫描技... 煤储层水力压裂中裂缝的扩展和压裂改造的效果与煤岩储层性质和施工参数等各种因素有关。通过现代测试方法获得郑庄地区3号煤层力学参数,利用Fracpro PT平台建立地质模型,对ZH-SB-2煤层气井进行水力压裂数值模拟,通过微破裂能量扫描技术监测手段,对三口ZH-SB-1、ZH-SB-2和ZH-SB-3煤层气井裂缝情况进行监测,综合分析压裂施工参数对水力压裂裂缝展布形态的影响。结果表明,主裂缝并不是单纯的一条主线,而是呈现阶梯状“跳跃式”的延伸;压裂后高破裂的点一部分聚集在压裂点附近,另一部分聚集在以井口为原点形成的“椭圆形”区域内;压裂液注入量增大时,“椭圆形”范围内的高破裂点越密集,而压裂裂缝长度并没有明显的变化;随着排量和液量的变化,造缝高度有较为明显的提高。 展开更多
关键词 水力压裂 裂缝监测 数值模拟 微破裂能量扫描
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寺河井田采空区下伏煤层应力特征及其对煤层气开发的影响 被引量:6
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作者 刘亮亮 李国庆 +4 位作者 李国富 丁德民 王越 吉泽宇 张怡冬 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1608-1619,共12页
采用过采空区的煤层气井抽采下伏煤层甲烷可以降低矿井瓦斯灾害风险、实现煤与煤层气共采,具有良好的应用前景。采空区下伏煤层应力分布是过采空区煤层气井开发效果的关键影响因素之一,而目前相关的研究鲜有报道。以山西晋城矿区寺河井... 采用过采空区的煤层气井抽采下伏煤层甲烷可以降低矿井瓦斯灾害风险、实现煤与煤层气共采,具有良好的应用前景。采空区下伏煤层应力分布是过采空区煤层气井开发效果的关键影响因素之一,而目前相关的研究鲜有报道。以山西晋城矿区寺河井田东区为例,基于地应力测试与压裂施工数据,分析了3号煤采空区下伏煤层应力、压裂工艺参数特征及采动井的产气效果。结果表明,研究区未采动的3号煤层应力为走滑断层应力机制,即最大水平主应力S_(Hmax)>垂直应力S_(v)>最小水平主应力S_(hmin),其向斜轴部存在应力集中,最小主应力及压裂施工压力高,破裂压力与施工压力之差较小;而3号煤的开采导致采空区下伏的9号、15号煤层的上覆荷载降低,3号煤层采空区下伏的9号、15号煤层水平应力与垂向应力之比高于未采动煤层;未采动井的破裂压力与施工压力之差为-4.9~11.7 MPa,平均值为2.14 MPa;采动井的破裂压力与施工压力之差为0.5~18.0 MPa,平均值为7.1 MPa;采动煤层的破裂压力与施工压力之差明显大于未采动煤层,采动煤层的破裂压力梯度高于未采动煤层,而采动煤层的施工压力梯度低于未采动煤层;位于采空区下方背斜轴部的煤层施工压力与破裂压力之差较大,渗透性相对较好;处于保护层煤柱下方的煤层段存在应力集中效应,破裂压力与施工压力之差较小,渗透性较差,但经过地面井压裂增透后,可以取得较好的产气效果,日产气量可达4224 m^(3)。 展开更多
关键词 煤层气 采空区 地应力 水力压裂 寺河井田
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深部煤层气水平井水力压裂技术——以沁水盆地长治北地区为例 被引量:36
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作者 申鹏磊 吕帅锋 +4 位作者 李贵山 任博 白建平 贾晋生 陈召英 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2488-2500,共13页
储层改造是获得低渗透煤层气井高产的重要手段,虽然我国深部煤层气资源丰富,但是由于煤储层渗透率低,面临着不同煤层气地质条件下的储层改造技术适应性差的困境。以沁水盆地长治北部地区为例,介绍了研究区地质概况和开发模式,分析了4种... 储层改造是获得低渗透煤层气井高产的重要手段,虽然我国深部煤层气资源丰富,但是由于煤储层渗透率低,面临着不同煤层气地质条件下的储层改造技术适应性差的困境。以沁水盆地长治北部地区为例,介绍了研究区地质概况和开发模式,分析了4种深部煤层气井水力压裂工艺技术及应用效果。结果显示以水平井为主要井型、实现压裂后井间干扰提产是规模化开发深部煤层气资源的主要途径。光套管压裂技术可实现大规模压裂,但容易造成储层污染,且可调性较差导致压裂效果偏差;连续油管压裂技术自动化程度和作业效率高,是目前的主流压裂技术,但是配套设施要求较高、成本高;常规油管压裂技术可实现射孔、压裂、封隔一体化作业,且射流效应定向性强,但是不能够带压作业,容易造成压力激动、压后堵前。为此,自主开发了常规油管带压压裂新技术。该技术以常规油管压裂技术为基础,在井口和井下油管内安装稳压装置控制压裂过程中油管内外的带压状态,配合钢丝绳打捞装置,优化上提下放程序,从而实现带压拖动压裂作业。该技术压裂施工曲线以压力平稳型为主,能够形成连续和平直的压裂裂缝通道,减少储层伤害;微地震监测显示压裂裂缝两翼长达70 m;试验井日产气量达4000 m^(3)以上;同时节约了作业成本,提高了压裂效率。 展开更多
关键词 深部煤层气 水平井 水力压裂 带压油管压裂技术 裂缝监测
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深部煤层气水平井测-定-录一体化地质导向技术 被引量:18
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作者 申鹏磊 白建平 +2 位作者 李贵山 吕帅锋 贾晋生 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2491-2499,共9页
我国深部煤层气资源丰富,目前已逐步进入勘探开发阶段,但经济高效的煤层气井数量偏少。钻井工程导向技术是制约煤层气水平井产能的首要因素:一方面,要求着陆井段轨迹平滑,使着陆层位和角度与地层参数相互匹配,以免造成后期排采设备故障... 我国深部煤层气资源丰富,目前已逐步进入勘探开发阶段,但经济高效的煤层气井数量偏少。钻井工程导向技术是制约煤层气水平井产能的首要因素:一方面,要求着陆井段轨迹平滑,使着陆层位和角度与地层参数相互匹配,以免造成后期排采设备故障率高、排采不连续的现象;另一方面,水平段煤层钻遇率尽可能高,以保障供气充足。基于此,在总结前期深部煤层气水平井地质导向经验基础上,提出集测井、定向、录井技术于一体的地质导向技术,最大限度优化井眼轨迹,提高靶点着陆准确度和水平段煤层钻遇率。该技术主要流程为:根据前期有限的钻探、地震等资料建立目的层地质模型,钻井工程实施过程中通过垂直井段获取钻遇地层的测井参数响应值,水平段钻进时实时对比定向和录井参数,及时校正随钻伽玛,利用GeoWorks软件进行层位对比和划分,并建立动态地质模型,进而调整和预测后续井眼轨迹。通过沁水盆地横岭区块HL-U-04井实例应用,该技术取得了良好的应用效果,施工周期缩短了30%,煤层钻遇率提高了24.47%。该井完钻后连续油管压裂套管压力在5.7 m^3/min的排量下稳定维持在35 MPa,达到了储层改造效果,投产后该井排采初期日产气量稳定在1000 m^3左右。因此,测-定-录一体化地质导向技术提高了水平井钻井技术的精确性和高效性。 展开更多
关键词 深部煤层气 测-定-录一体化 地质导向 井眼轨迹 煤层钻遇率
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高聚能电脉冲技术在沁水盆地煤层气井的应用 被引量:9
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作者 武杰 田永东 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期206-211,218,共7页
为了研究高聚能电脉冲技术在煤层气井的应用效果,对沁水盆地4口典型煤层气井进行了电脉冲技术现场试验。结果表明,试验初期4口煤层气井的产气量和产水量较试验前明显增加,说明电脉冲技术应用在煤储层可以解堵、提升液体流动和促进气体解... 为了研究高聚能电脉冲技术在煤层气井的应用效果,对沁水盆地4口典型煤层气井进行了电脉冲技术现场试验。结果表明,试验初期4口煤层气井的产气量和产水量较试验前明显增加,说明电脉冲技术应用在煤储层可以解堵、提升液体流动和促进气体解吸;4口井的产气量和产水量基本都是在运行10~20 d后出现明显衰减,说明电脉冲技术在本区煤储层的有效作用半径较短;2口井运行100 d后的产气量和产水量仍然要高于试验前的产气量和产水量,说明电脉冲技术在煤层气井近井地带解堵、提升产量有适应性选择和较好的应用前景;电脉冲增产技术在煤岩强度较低、煤体结构较破碎的煤层中的应用存在局限性,最好在煤体结构较完整的煤层中应用,并且针对不同井况优化电脉冲技术参数,从而提高电脉冲增产技术的应用效果;该技术仅能作为煤储层的二次改造措施,不能取代常规压裂技术作为煤层的一次改造措施。 展开更多
关键词 电脉冲技术 沁水盆地 煤层气 储层改造
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寺河区块煤层气井排采特征及抽采效果分析 被引量:6
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作者 陈召英 王保玉 +1 位作者 郝海金 郝春生 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第7期100-105,共6页
为研究煤层气井长期排采特征及抽采效果,以寺河区块开发较早的煤层气井实际生产数据为基础,采用理论分析与试验测试等方法,分析了煤层气井排采过程中套压、产水量、产气量随抽采时间的长期变化规律,并对抽采效果进行了验证。研究结果表... 为研究煤层气井长期排采特征及抽采效果,以寺河区块开发较早的煤层气井实际生产数据为基础,采用理论分析与试验测试等方法,分析了煤层气井排采过程中套压、产水量、产气量随抽采时间的长期变化规律,并对抽采效果进行了验证。研究结果表明:在煤层气资源赋存条件差异不大的情况下,区内煤层气井排采曲线与小构造关系密切,大部分气井套压在短时间内达到峰值,而后逐渐降低,产水量主要集中在排采阶段的前3年,产气峰值一般出现在排采后的4~6年,少数井产气峰值出现在排采后的1~2年。煤层气地面抽采效果显著,降低了煤矿投入,提高了掘进速度,减少了瓦斯超限事故。由于煤层气井具有排采周期长,不同构造部位产气效果及排采特征差异性大的特点,应根据煤层气赋存条件及井下采掘进度,在瓦斯含量高的区域提前10~15年进行地面预抽。 展开更多
关键词 煤层气 排采特征 抽采效果 瓦斯含量
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龙泉煤层气田产甲烷菌群富集的厌氧产气中试研究 被引量:2
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作者 魏国琴 何环 +3 位作者 王江泽 韩作颖 牛江露 陶鲲鹏 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期249-254,共6页
为探讨龙泉煤层气田产甲烷菌群降解烟煤产甲烷的潜力,研究富集并驯化了龙泉煤层气田产甲烷菌群;以龙泉矿烟煤为母质,开展产甲烷菌群降解煤产气的实验室研究以及中试研究。结果表明,龙泉煤层产甲烷菌群经富集驯化后,降解烟煤产甲烷的浓度... 为探讨龙泉煤层气田产甲烷菌群降解烟煤产甲烷的潜力,研究富集并驯化了龙泉煤层气田产甲烷菌群;以龙泉矿烟煤为母质,开展产甲烷菌群降解煤产气的实验室研究以及中试研究。结果表明,龙泉煤层产甲烷菌群经富集驯化后,降解烟煤产甲烷的浓度由8.2%上升至19.0%,且产气周期缩短。中试试验中,产甲烷浓度最高达27.06%,产甲烷速率达0.159 m L/(g·d);且在中试发酵产气的衰退期,向发酵罐内添加酵母粉、氮源、磷盐、镁盐、维生素、微量元素,可重新激活产甲烷菌群的活性,使其降解烟煤产甲烷的浓度回升。由此可见,富集驯化龙泉煤层产甲烷菌群可显著提高其降解烟煤产甲烷的能力;在发酵产气衰退期补加营养物质,可以活化产甲烷菌群,恢复其降解烟煤产甲烷的能力。 展开更多
关键词 煤层气 产甲烷菌群 功能菌群活化 产气模拟 厌氧发酵调控
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山西省煤层气(瓦斯)开发利用现状及发展方向 被引量:24
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作者 李德慧 李国富 +6 位作者 刘亮亮 徐云 常会珍 王旭超 张永成 张江华 张为 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第2期132-136,142,共6页
为促进山西省煤层气(瓦斯)产业化持续健康发展,总结山西省瓦斯地质特征、开发利用现状、产业发展面临的问题,从政策、技术、产业等方面提出对策建议,指出煤层气(瓦斯)发展方向是完善储气调峰等基础设施建设,推进高附加值产品研发转化,... 为促进山西省煤层气(瓦斯)产业化持续健康发展,总结山西省瓦斯地质特征、开发利用现状、产业发展面临的问题,从政策、技术、产业等方面提出对策建议,指出煤层气(瓦斯)发展方向是完善储气调峰等基础设施建设,推进高附加值产品研发转化,提高井下煤矿瓦斯利用率,助力实现碳达峰、碳中和目标。煤层气(瓦斯)产业需提升开发利用水平,以保障商业化运营空间;碳减排趋势下,煤层气抽采企业应积极参与国际碳排放权交易;科学利用煤层气(瓦斯),减少直接排放,通过科技创新推动高附加值转化;坚持“煤与瓦斯共采,治理与利用并重”的先进理念。 展开更多
关键词 山西省 煤层气 开发利用 碳减排 对策 建议 发展方向
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寺河井田煤层气产能分布特征及影响因素分析 被引量:18
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作者 常会珍 郝春生 +5 位作者 张蒙 田庆玲 季长江 杨昌永 贾晋生 邵显华 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期171-177,共7页
为研究寺河井田煤层气产能分布特征及其影响因素,以气井整个生命周期不同阶段的时间节点为分类标准,利用统计分析法对其历史排采数据进行归类,追踪气、水随时空变化特征,并从地质及工程两方面分析产能分布主控因素。结果表明:随着排采... 为研究寺河井田煤层气产能分布特征及其影响因素,以气井整个生命周期不同阶段的时间节点为分类标准,利用统计分析法对其历史排采数据进行归类,追踪气、水随时空变化特征,并从地质及工程两方面分析产能分布主控因素。结果表明:随着排采时间延长,煤层气井高产区范围逐渐扩大,低产区范围逐渐缩小,产能分布区域差异性大;构造、含气性、渗透率是产能的主控地质因素,含气性与产能分布一致度较高,构造通过影响含气性间接控制产能分布,渗透率差别较大时,产能与渗透率相关性显著;压裂、储层伤害、井下采掘活动是产能的工程影响因素,特别是储层伤害和井下采掘活动对产能影响较大,布井时需合理规划井上下联合开采时间关系,使气井达到产能最优化。 展开更多
关键词 煤层气 生命周期 产能分布 储层伤害
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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:29
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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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煤层气水平井微地震成像裂缝监测应用研究 被引量:7
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作者 张永成 郝海金 +2 位作者 李兵 刘亮亮 徐云 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期67-71,共5页
为有效地指导煤层气水平井压裂工程,评价压裂施工效果,提出将微地震成像裂缝监测技术应用于煤层气水平井压裂施工中。利用微地震成像监测煤层气水平井裂缝延伸的方位、缝长及缝高,分析裂缝双翼不对称发育原因。以沁水盆地寺河区块为例,... 为有效地指导煤层气水平井压裂工程,评价压裂施工效果,提出将微地震成像裂缝监测技术应用于煤层气水平井压裂施工中。利用微地震成像监测煤层气水平井裂缝延伸的方位、缝长及缝高,分析裂缝双翼不对称发育原因。以沁水盆地寺河区块为例,将水平井和同规模、同层位垂直井的裂缝监测结果进行对比分析,结果显示,因布井方位及施工工艺影响,水平井压裂液滤失量大、易产生多裂缝,且裂缝延伸距离相对较短。指出后续水平井布井应考虑水平段轴线与最小主应力方向平行,增大压裂设计规模和压裂级数,以保证煤层气水平井高效开发。 展开更多
关键词 煤层气 水平井 微地震 成像 裂缝监测
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赵庄区块地下水特征对煤层气开发的影响分析 被引量:5
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作者 季长江 郝海金 +4 位作者 郝春生 陈召英 信凯 杨昌永 常会珍 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第6期149-154,共6页
为查明赵庄区块地下水运移、补给特征及其对煤层气开发的影响,采用地质分析与试验测试相结合的手段,对该区块地下水运移规律和煤层气井3号煤排采水来源进行了深入分析与研究,同时,结合区块内煤层气井生产实际,进一步分析了地下水对煤层... 为查明赵庄区块地下水运移、补给特征及其对煤层气开发的影响,采用地质分析与试验测试相结合的手段,对该区块地下水运移规律和煤层气井3号煤排采水来源进行了深入分析与研究,同时,结合区块内煤层气井生产实际,进一步分析了地下水对煤层气井产能的影响。结果表明:赵庄区块存在一条显著的地下水分水岭,分水岭北部地下水由南西向北东方向径流,南侧地下水由北向南方向径流,煤层气井3号煤排采水补给源主要为其顶板山西组砂岩裂隙含水层,排采水主要类型为Na-HCO_3型。3号煤层顶板以上的基岩中,砂岩比例高的区域,煤层气井产水量大,排采难度高;泥岩比例高的区域,气井产水量低,产气潜力高。研究结果利于该区块煤层气井排采和开发方案的制定与调整。 展开更多
关键词 赵庄区块 地下水 煤层气开发 泥岩比例
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