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沁水盆地南部地应力场特征及其研究意义

煤炭学报 2010年第6期35卷 975-981页

作者：孟召平田永东李国富中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002 沁水蓝焰煤层气有限责任公司山西晋城048204

采用水压致裂测量地应力方法,测得了沁水盆地南部45口煤层气井主采煤层地应力分布,通过统计分析,建立了主采煤层地应力与煤层埋藏深度之间的相关关系和模型,分析了地应力在煤储层渗透性及压裂研究中的意义。研究结果表明:沁水盆地南部... 详细信息

采用水压致裂测量地应力方法,测得了沁水盆地南部45口煤层气井主采煤层地应力分布,通过统计分析,建立了主采煤层地应力与煤层埋藏深度之间的相关关系和模型,分析了地应力在煤储层渗透性及压裂研究中的意义。研究结果表明:沁水盆地南部最大水平主应力为6.42～41.86MPa,平均为17.21MPa;最大水平主应力梯度为1.17～4.79MPa/100m,平均为2.64MPa/100m;最小水平主应力3.30～26.40MPa,平均为11.391MPa;最小水平主应力梯度为0.99～2.85MPa/100m,平均为1.77MPa/100m。主应力均随着煤层埋藏深度的增大而增高,呈线性关系。在650m以浅煤储层地应力状态主要表现为σv>σhmax>σhmin,最小水平主应力小于12MPa,现今地应力状态处于伸张带;在650～1000m煤储层地应力状态转化为σhmax≈σv≈σhmin,最小水平主应力为12～20MPa,现今地应力状态由伸张带转化为压缩带的过渡;在1000～1500m煤储层地应力状态为σhmax≈σv≈σhmin,最小水平主应力大于20MPa,现今地应力状态转化为压缩带。在地应力的作用下,裂缝逐渐趋于闭合,煤储层渗透率急剧下降。同时,地应力对煤储层水力压裂裂缝扩展产生重要影响,水力压裂裂缝均沿着最大主应力方向扩展。

关键词：沁水盆地南部地应力渗透性水力压裂

煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析

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煤炭学报 2016年第8期41卷 1997-2005页

作者：孟召平张娟师修昌田永东李超中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048006

煤矿采空区岩体渗透性是煤矿采空区煤层气抽采设计的基本参数。从煤矿采空区岩体变形-破坏特征分析入手,通过理论分析研究了岩体渗透性与应力之间的耦合关系和模型,揭示了采空区岩体应力-应变和渗透性分布规律。研究结果表明:不同岩性... 详细信息

煤矿采空区岩体渗透性是煤矿采空区煤层气抽采设计的基本参数。从煤矿采空区岩体变形-破坏特征分析入手,通过理论分析研究了岩体渗透性与应力之间的耦合关系和模型,揭示了采空区岩体应力-应变和渗透性分布规律。研究结果表明:不同岩性岩石的渗透性在全应力-应变过程中为应变的函数,采空区岩体渗透性决定于岩体破坏程度和断裂的张开度,基于采空区岩体应力-应变导致断裂开度变化,推导了采空区岩体渗透系数与应力之间的三维关系与模型;应用FLAC^(3D)计算软件,对采空区岩体应力-应变-渗透性进行了数值模拟计算,分析了采空区岩体的变形破坏的分区分带特征,在纵向上自上而下形成弯曲下沉带、断裂带和垮落带;在横向上划分为原岩应力区、超前压力压缩区、卸载应力区和岩体应力恢复区;揭示了采空区岩体渗透性分布与采空区岩体应力-应变和破坏规律相一致的特征。无论是垂直渗透系数比(K_z/K_(z0)),还是水平渗透系数比(K_y/K_(y0)),均随着距开采煤层垂直距离的增大,采空区岩体渗透性逐渐减小,且采空区边缘的渗透系数较大,采空区两侧煤柱区岩体渗透性显著降低。

关键词：煤矿采空区应力-应变破坏特征渗透性

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煤层含气量预测的BP神经网络模型与应用

中国矿业大学学报 2008年第4期37卷 456-461页

作者：孟召平田永东雷旸中国矿业大学资源与地球科学系北京100083

为了对煤层含气量进行定量预测,采用BP神经网络预测方法,建立了煤层含气量预测的BP神经网络模型.以沁水盆地南部主采煤层为对象,分析得出了影响沁水盆地南部煤层含气量分布的主要控制因素有煤层有效埋藏深度、煤变质程度和煤岩、煤质特... 详细信息

为了对煤层含气量进行定量预测,采用BP神经网络预测方法,建立了煤层含气量预测的BP神经网络模型.以沁水盆地南部主采煤层为对象,分析得出了影响沁水盆地南部煤层含气量分布的主要控制因素有煤层有效埋藏深度、煤变质程度和煤岩、煤质特征等,选择了煤层有效埋藏深度、水分与灰分以及镜质组最大反射率3参数作为BP神经网络模型的基本特征量,建立了煤层含气量与这些因素之间的相关关系和BP神经网络预测模型,对煤层含气量进行预测分析.结果表明:BP神经网络模型具有极强的非线性逼近能力,能真实反映煤层含气量与主控因素之间的非线性关系,预测结果与实测值之间误差小,相对误差小于10%,预测效果明显地优于基于朗格缪尔方程的煤层含气量预测模型.

关键词：煤层气含气量 BP神经网络模型

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煤矿区采煤采气一体化技术及其对设备的要求

石油机械 2011年第C期39卷 81-85页

作者：田永东中国石油大学(北京)

随着煤矿区采煤采气一体化进程的推进,煤层气开发工程对设备提出了更高的要求。在论述煤矿区煤层气抽采技术的基础上,分析了煤矿区煤层气抽采对设备的要求。总体而言,煤层气地面钻井施工设备价格偏高,配件供应和维修时间较长,施工成本较... 详细信息

随着煤矿区采煤采气一体化进程的推进,煤层气开发工程对设备提出了更高的要求。在论述煤矿区煤层气抽采技术的基础上,分析了煤矿区煤层气抽采对设备的要求。总体而言,煤层气地面钻井施工设备价格偏高,配件供应和维修时间较长,施工成本较高,而且钻井深度也很有限;井下钻井设备需要解决松软突出煤层钻进问题,应研制开发大直径、长钻孔、定向钻进设备以及有效的钻孔循环介质;压裂设备要求压裂泵车的排量尽量大、稳定性好、成本低、维修方便及时,同时应尝试液氮代替常规的水基压裂液,并开发相应的液氮压裂设备体系。

关键词：煤层气一体化钻井设备压裂设备氮气泡沫压裂

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煤层气开发资料在煤矿生产工作中的应用

煤炭科学技术 2002年第B8期30卷 35-36页

作者：田永东山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，山西晋城048006

煤层气开发过程中所取得的钻进、测井、测试、排水等资料，可以应用到采煤过程中，并与煤矿勘探资料对比分析，以提高资料的利用率，节约投资及勘探费用。

关键词：煤层气应用矿井排水瓦斯密集程度测井资料

晋城矿区煤与煤层气共采研究进展及急需研究的基本问题

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煤炭学报 2014年第9期39卷 1779-1785页

作者：贺天才王保玉田永东山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司山西晋城048006

晋城矿区是我国最大的无烟煤生产矿区,自投产以来,受制于矿井煤层高瓦斯含量,常规井下抽采难以满足矿井安全高效生产的需要。晋煤集团通过探索地面抽采技术、井下抽采技术和地面与井下联合抽采技术,形成了"采煤采气一体化"的立体抽采模... 详细信息

晋城矿区是我国最大的无烟煤生产矿区,自投产以来,受制于矿井煤层高瓦斯含量,常规井下抽采难以满足矿井安全高效生产的需要。晋煤集团通过探索地面抽采技术、井下抽采技术和地面与井下联合抽采技术,形成了"采煤采气一体化"的立体抽采模式,称为"晋城模式",并在国内推广应用,取得了好的效果。基于晋城矿区实际,提出了煤与煤层气共采的基本概念,分析了煤与煤层气共采研究现状,介绍了"采煤采气一体化"的煤矿瓦斯治理模式、地面抽采关键技术和井下抽采关键技术,并提出了今后一段时间内的努力方向和急需研究的几个基本问题。

关键词：晋城矿区煤与煤层气共采研究进展抽采技术三区联动

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构造对潘庄煤层气井压裂裂缝的影响

煤炭科学技术 2003年第F6期31卷 31-32页

作者：田永东晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，山西晋城048036

煤层气井的压裂裂缝和地质构造之间存在着密切的关系，地质构造控制着煤层气井压裂裂缝发育的方向和规模。潘庄煤层气井压裂裂缝的主要发育方向为北北东向，几乎垂直于该区最小主应力方向，且其裂缝长短也随着该区地质条件的变化而变化。

关键词：地质构造煤层气井压裂裂缝

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高聚能电脉冲技术在沁水盆地煤层气井的应用

煤田地质与勘探 2018年第5期46卷 206-211,218页

作者：武杰田永东煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048012 易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司山西晋城048012 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048204

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... 详细信息

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。

关键词：电脉冲技术沁水盆地煤层气储层改造

沁水盆地南部煤储层渗透性与地应力之间关系和控制机理

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自然科学进展 2009年第10期19卷 1142-1148页

作者：孟召平田永东李国富中国矿业大学(北京)资源与地球科学系北京100083 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室宜昌443002 沁水蓝焰煤层气有限责任公司晋城048204

通过对沁水盆地南部43口煤层气井渗透率和地应力统计分析,建立了煤储层渗透性与现今地应力之间的相关关系和模型.从煤储层的孔隙结构分析入手,建立了煤储层割理面压缩变形与裂隙渗流模型,分析地应力对煤储层渗透性影响的机理.研究结果表... 详细信息

通过对沁水盆地南部43口煤层气井渗透率和地应力统计分析,建立了煤储层渗透性与现今地应力之间的相关关系和模型.从煤储层的孔隙结构分析入手,建立了煤储层割理面压缩变形与裂隙渗流模型,分析地应力对煤储层渗透性影响的机理.研究结果表明,煤储层试井渗透率随着地应力的增加呈指数函数关系降低;随着煤层埋藏深度增大,其渗透率降低,煤储层渗透率随深度变化趋势的实质是应力的函数.在650m以浅煤储层地应力处于伸张带,最小水平主应力小于12MPa,煤储层渗透率平均大于1.0×10-3μm2;在650—1000m煤储层地应力由伸张带转化为压缩带的过渡带,最小水平主应力为12—20MPa,煤储层渗透率平均大于0.1×10-3μm2;在1000—1500m煤储层地应力转化为压缩带,最小水平主应力大于20MPa,煤储层渗透率平均大于0.01×10-3μm2.当割理面法向力σn为压应力时,割理产生法向压缩(压密)变形,开始先为点或线接触,经过挤压,局部破碎或劈裂,接触面增加,割理面压缩量呈指数曲线特征.煤储层渗透率随着割理面正应力的增加呈指数函数关系降低,其理论模型与试井渗透率统计模型完全一致.

关键词：沁水盆地南部煤储层渗透性地应力控制机理