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拟稳态扩散的煤层气井动态模型及应用

煤炭学报 2014年第9期39卷 1820-1825页

作者：赖枫鹏李治平刘晓燕杨志浩郭珍珍中国地质大学(北京)能源学院北京100083

扩散对煤层气井生产动态具有非常重要的作用,为现场人员能够快速有效地对煤层气井生产动态进行预测,需要建立解析形式的动态模型。以拟稳态扩散和体积物质平衡方程为基础,建立气体扩散量与含水饱和度的关系,结合拟稳态产能方程,得到考... 详细信息

扩散对煤层气井生产动态具有非常重要的作用,为现场人员能够快速有效地对煤层气井生产动态进行预测,需要建立解析形式的动态模型。以拟稳态扩散和体积物质平衡方程为基础,建立气体扩散量与含水饱和度的关系,结合拟稳态产能方程,得到考虑煤层气体拟稳态扩散的动态预测模型。模型对煤层气井生产中后期具有较好的拟合度,通过计算,认为扩散作用在整个开发过程中对煤层气产量均有影响。扩散作用能提高煤层气峰值产量,特别是对煤层气后期产量有很重要的稳定作用。扩散系数越大,煤层气峰值越高,后期产气量越高,且稳产时间更长;扩散对累积产水影响较小;煤层气开发后期,扩散作用越强烈,储层压力下降越平缓,煤层气稳产时间越长。

关键词：煤层气扩散拟稳态体积物质平衡动态影响

太原西山煤田新生代隆升史的磷灰石裂变径迹约束

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地质学报 2017年第1期91卷 43-54页

作者：孙蓓蕾曾凡桂刘超朱亚茹煤与煤系气地质山西省重点实验室太原030024 太原理工大学地球科学与工程系太原030024

位于吕梁山中段东缘的太原西山煤田不但是我国重要的炼焦煤基地,同时也是煤层气开发基地。多年开发实践表明该煤田煤层气分布非均质性强、无气-低产井比例高,因此理解控制该煤田煤层气分布的地质因素是预测富集高产区的基础。由于构造... 详细信息

位于吕梁山中段东缘的太原西山煤田不但是我国重要的炼焦煤基地,同时也是煤层气开发基地。多年开发实践表明该煤田煤层气分布非均质性强、无气-低产井比例高,因此理解控制该煤田煤层气分布的地质因素是预测富集高产区的基础。由于构造抬升不利于煤层气的保存,因此认识煤层生气高峰后的隆升史可以确定煤层气保存的关键时期。通过太原西山煤田晚古生代含煤岩系标志层的5件砂岩样品的磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析,结合前人在西山煤田西北部边缘及西部吕梁山中段核部前寒武基底地层的磷灰石热年代学数据,可以确定,该煤田在46±4~52±6Ma左右抬升退出磷灰石退火带,而核部前寒武基底地层则在早白垩世已抬升退出磷灰石退火带,吕梁山具有核部抬升早、边缘抬升晚的特点。自新生代以来,太原西山煤田经历了3个抬升阶段:48Ma以前的快速抬升,48±4~10±2Ma的缓慢抬升和10±2Ma以来的剧烈抬升,与前人获得的吕梁山存在缓慢抬升(120~65 Ma)、加速抬升(65~23 Ma)及强烈抬升(23 Ma以来)3个隆升演化阶段相比具有较大的差异,表明吕梁山不同部位具有不同的隆升史。10Ma以后的剧烈抬升与晋中盆地成盆及快速堆积期相一致,它们具有盆山耦合关系,该阶段也是西山煤田煤层气保存的关键时期。

关键词：太原西山煤田磷灰石裂变径迹差异抬升煤层气保存吕梁山

红球菌R04细胞的不对称分裂及其在联苯胁迫下的分裂抑制

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微生物学报 2018年第5期58卷 893-906页

作者：杨秀清商慧慧山西大学生物技术研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室山西太原030006

【目的】研究红球菌R04细胞的分裂方式及联苯对其形态和细胞分裂的影响。【方法】以一株多氯联苯降解菌株(Rhodococcus sp.R04)为研究对象,利用荧光显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析红球菌R04在不同培养条件下的细胞分裂。... 详细信息

【目的】研究红球菌R04细胞的分裂方式及联苯对其形态和细胞分裂的影响。【方法】以一株多氯联苯降解菌株(Rhodococcus sp.R04)为研究对象,利用荧光显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析红球菌R04在不同培养条件下的细胞分裂。【结果】红球菌R04细胞表现出对称分裂(约占30%)和不对称分裂(约占70%)两种分裂方式,且培养条件不影响不对称分裂细胞所占的比例。细胞分裂过程中,隔膜主要分布于细胞长度的30%–50%。在联苯的分解代谢过程中,红球菌R04细胞的生长分裂会受到联苯的抑制,但不影响红球菌R04细胞的分裂方式,在联苯胁迫下,细胞形成丝状化,表现出异常分裂,随着培养时间的延长,在细胞生长指数后期至转换期,细胞能够进行正常分裂。【结论】环境异生型化合物联苯/多氯联苯对其降解菌株——红球菌R04细胞的生长和分裂有较强影响,但是并不影响其分裂方式。

关键词：不对称分裂细菌细胞分裂联苯/多氯联苯红球菌R04

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管道应力危害BOTDR分布式光纤检测系统

传感技术学报 2018年第11期31卷 1775-1780页

作者：迟延光白清王宇王东张明江王磊靳宝全太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室太原030024 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048012

针对长距离地下油气管道因地质沉降导致管道应力破坏的问题,提出了基于布里渊光时域反射(BOTDR)原理的分布式光纤应变检测方法。理论分析了油气管道受地质沉降产生应力变化的检测原理,设计了BOTDR分布式光纤应变检测系统。通过累加平均... 详细信息

针对长距离地下油气管道因地质沉降导致管道应力破坏的问题,提出了基于布里渊光时域反射(BOTDR)原理的分布式光纤应变检测方法。理论分析了油气管道受地质沉降产生应力变化的检测原理,设计了BOTDR分布式光纤应变检测系统。通过累加平均进行信号降噪处理,同时融合列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt)算法,改善系统测量精度。系统性能进行测试,结果表明,系统检测距离可达10 km,应变最大量程为8 500με,应变测量误差为±46με、重复性测量偏差为±36με,定位误差为±2 m,空间分辨率为1 m,满足对管道沿线受应力危害的预警需求。

关键词：应变检测管道安全 BOTDR 应力危害分布式光纤传感布里渊散射光时域反射

沁水盆地典型煤矿区煤的流速敏感性实验及控制机理

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煤炭学报 2017年第10期42卷 2649-2656页

作者：孟召平侯安琪张鹏郝海金武杰中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048000

采用沁水盆地3个典型煤矿中、高煤阶煤样,开展了实验室煤样流速敏感性实验,分析了不同流速条件下煤样渗透率的变化规律,建立了煤储层渗透性与流速之间的关系和模型,揭示了中、高煤阶煤储层流速敏感性的控制机理。研究结果表明,煤样渗透... 详细信息

采用沁水盆地3个典型煤矿中、高煤阶煤样,开展了实验室煤样流速敏感性实验,分析了不同流速条件下煤样渗透率的变化规律,建立了煤储层渗透性与流速之间的关系和模型,揭示了中、高煤阶煤储层流速敏感性的控制机理。研究结果表明,煤样渗透率随流速发生变化,且存在一个临界流速。在临界流速之前随着注入流量(或流速)的增加煤样渗透率增加,当流速超过临界流速后,煤样的渗透率随着流体流速的增加反而减少。煤储层流速敏感性主要受控于煤储层物性和煤中速敏矿物。随着煤储层孔隙度、渗透率和流体流量的增高,煤储层速敏损害率按对数函数关系增高。实验煤样黏土矿物占矿物质含量为66.63%~99.89%,主要以高岭石、伊利石为主,存在潜在的速敏伤害,速敏实验结果表明,本区实验煤样存在不同程度的速敏损害,煤样速敏损害程度由弱至中等偏强,临界流速低。随着煤中黏土矿物含量的增加,煤储层速敏损害率也增高。在煤层气井排采过程中,寺河煤矿和西山煤矿煤层气井排采降速应为赵庄煤矿的6倍左右。

关键词：沁水盆地煤储层流速敏感性控制机理

基于Φ-OTDR的煤层气管线外界入侵振动检测系统

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传感技术学报 2019年第1期32卷 144-149页

作者：王鹏飞董齐刘昕王宇王东靳宝全太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室太原030024 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048012

为实现长距离煤层气管线外界入侵振动检测,采用基于相位敏感型光时域反射原理(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统,融合FPGA与USB2.0技术开展传感数据的实时采集与高速传输,并通过时间-空间二维分析来获得振动信号典型特征,进而实现煤层... 详细信息

为实现长距离煤层气管线外界入侵振动检测,采用基于相位敏感型光时域反射原理(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统,融合FPGA与USB2.0技术开展传感数据的实时采集与高速传输,并通过时间-空间二维分析来获得振动信号典型特征,进而实现煤层气输送管道危险源的实时检测。实验结果表明,本系统可借助差分信号波峰位置实现精确定位,系统的频率响应范围是可覆盖入侵振动特征频率的1 Hz～3 k Hz,且在4 km和9 km光纤位置处的定位误差均可保持在20 m范围以内,因此本系统可有效检测到输送管道外界入侵振动。

关键词：分布式光纤振动传感系统入侵定位相位敏感光时域反射计煤层气输送管道

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煤矿采动区地面井逐级优化设计方法

煤炭学报 2014年第9期39卷 1907-1913页

作者：胡千庭孙海涛中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯分院重庆400037 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037

为进一步优化煤矿采动区地面井设计方法,对地面井的类型及特点进行了深入分析,将煤矿采动区地面井抽采技术细分为邻近层采动发展区地面井抽采、本煤层采动发展区地面井抽采和采动稳定区地面井抽采3种类型;确定了抽采资源评估、布井位置... 详细信息

为进一步优化煤矿采动区地面井设计方法,对地面井的类型及特点进行了深入分析,将煤矿采动区地面井抽采技术细分为邻近层采动发展区地面井抽采、本煤层采动发展区地面井抽采和采动稳定区地面井抽采3种类型;确定了抽采资源评估、布井位置优选、井型结构优化、高危位置防护、地面安全抽采等5项核心技术,提出了不同类型采动区地面井的逐级优化设计方法。将系统化的技术方法应用在了山西晋煤集团成庄煤矿5310工作面采动区CD-01井的优化设计和抽采工程中,获得了连续抽采、抽采体积分数50%以上的良好抽采效果,证明了逐级优化设计方法及技术的适用性。

关键词：采动区地面井逐级优化设计协调开发

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基于CT扫描的煤中孔裂隙精细表征

天然气工业 2018年第3期38卷 41-49页

作者：宋党育何凯凯吉小峰李云波赵豪田河南理工大学资源环境学院中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心

为了深入探究煤层气赋存和运移的机理,需要对煤中孔裂隙进行定性分析和精细定量表征。为此,以沁水盆地南部五阳矿3号煤层的原煤为研究对象,应用X射线对原煤煤心进行360°全角度步进式扫描,借助CT分析构建出其三维数字化可视模型,在此基... 详细信息

为了深入探究煤层气赋存和运移的机理,需要对煤中孔裂隙进行定性分析和精细定量表征。为此,以沁水盆地南部五阳矿3号煤层的原煤为研究对象,应用X射线对原煤煤心进行360°全角度步进式扫描,借助CT分析构建出其三维数字化可视模型,在此基础上,采用DTM灰度阈值分割法求出孔裂隙的灰度阈值分割点,识别煤中孔裂隙,并与扫描电镜观测到的结果进行对比;采用Avizo软件建立孔裂隙系统的球棒模型,实现了对孔裂隙的定量表征,并与压汞实验结果进行对比。研究结果表明:(1)DTM灰度阈值分割法可以准确识别煤中孔裂隙,并且与扫描电镜图像中同一裂隙的形态和发育尺度基本一致;(2)利用CT扫描可以准确识别直径19.20 mm、高度10.59 mm样品中孔径大于12.40μm的孔裂隙,展现孔裂隙在三维空间的分布情况;(3)压汞实验结果与CT扫描结果仅在以非连通孔隙为主的20~40μm孔径段存在差异,而在40μm以上孔径段二者的孔裂隙体积变化趋势则一致,其中CT扫描的分析结果更为可靠。

关键词：煤岩孔裂隙 CT扫描阈值分割三维重构孔隙度球棒模型孔隙分布特征

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油气井下冲击片雷管起爆技术研究

中国测试 2016年第2期42卷 83-87页

作者：李婷婷裴东兴崔春生中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对目前国内油气井下电雷管含敏感药而导致的诸多安全隐患,通过分析冲击片雷管的结构、起爆机理以及实际应用环境,开展专用于油气井下的冲击片雷管起爆技术研究。根据冲击片雷管的起爆要求,对可提供5 000 V直流电的脉冲功率源进行原理... 详细信息

针对目前国内油气井下电雷管含敏感药而导致的诸多安全隐患,通过分析冲击片雷管的结构、起爆机理以及实际应用环境,开展专用于油气井下的冲击片雷管起爆技术研究。根据冲击片雷管的起爆要求,对可提供5 000 V直流电的脉冲功率源进行原理分析及结构设计;建立冲击片雷管起爆回路的数学模型,分析影响雷管起爆的两个重要元器件储能电容和开关管的相关参数及特性并对器件的选择提出建议。测试实验表明:该起爆系统能适应油气井下的高温环境,并能达到冲击片雷管的起爆要求,可为今后国内冲击片雷管在民用领域的推广提供技术参考。

关键词：冲击片雷管油气井脉冲功率源建模分析