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煤粉侵入对支撑裂缝渗透率的动态影响规律

煤炭学报 2024年第5期49卷 2338-2346页

作者：张惜图胡胜勇武玺李国富冯国瑞王艳峰陈召英太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 晋能控股装备制造集团有限公司山西晋城048006 煤与煤层气共采全国重点实验室山西晋城048012 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048200 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

煤粉侵入煤层水力压裂支撑裂缝容易导致裂缝堵塞,造成支撑裂缝导流能力和煤储层渗透率降低,进而严重影响煤层气井的稳定排采及产量。分别建立煤层气井停井前与重启后煤粉侵入支撑裂缝渗透率动态演化模型,并利用煤岩导流性能测试系统进... 详细信息

煤粉侵入煤层水力压裂支撑裂缝容易导致裂缝堵塞,造成支撑裂缝导流能力和煤储层渗透率降低,进而严重影响煤层气井的稳定排采及产量。分别建立煤层气井停井前与重启后煤粉侵入支撑裂缝渗透率动态演化模型,并利用煤岩导流性能测试系统进行煤粉连续流动与间歇流动条件下的煤粉侵入支撑裂缝实验,验证了模型的正确性,研究了煤层气井停井与排采流速对支撑裂缝渗透率时空演化的影响规律。研究表明:随煤粉运移时间增加,支撑裂缝渗透率骤降后缓慢衰减,且沿煤粉运移方向,支撑裂缝内部空间孔隙损失率逐渐降低,裂缝内部渗透率沿煤粉运移方向逐渐升高。随煤粉持续侵入支撑裂缝,煤层气井关井重启后支撑裂缝孔隙损失率较停井前孔隙损失率更大,渗透率不能恢复至停井前。排采流速越慢,煤粉侵入支撑裂缝渗透率衰减速度越慢,渗透率越高,支撑裂缝渗透率受煤粉侵入影响在低排采流速下对流速变化更为敏感,缓慢排采流速下停井对支撑裂缝渗透率伤害更低。煤粉沉积系数越大,煤粉侵入过程中支撑裂缝近端渗透率越小,远端渗透率越大,而弥散系数越大,支撑裂缝远端渗透率越小,裂缝近端渗透率受弥散系数影响极小,煤层气井停井对支撑裂缝近端渗透率伤害更严重。煤粉侵入过程中支撑裂缝近端渗透率衰减速度更快,裂缝远端渗透率衰减速度更缓慢,沉积系数变化对支撑裂缝近端渗透率影响显著,而弥散系数变化对支撑裂缝远端渗透率影响更显著。

关键词：水力压裂支撑裂缝煤粉渗透率停井

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U型煤层气井压裂技术研究

当代化工研究 2024年第8期 132-134页

作者：靳鹏山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西048006

为做好U型煤层气井的压裂工作,以山西某U型煤层气井压裂工况为例,提出了压裂设计方案,重点对连续油管分段压裂技术,水平井压裂技术,定向射孔工艺及钻井液类型、性能等进行了分析,并进行了现场压裂试验,取得了较好的试验效果,促进了煤层... 详细信息

为做好U型煤层气井的压裂工作,以山西某U型煤层气井压裂工况为例,提出了压裂设计方案,重点对连续油管分段压裂技术,水平井压裂技术,定向射孔工艺及钻井液类型、性能等进行了分析,并进行了现场压裂试验,取得了较好的试验效果,促进了煤层气开采的增产增效,可为类似工况下煤层气井的开发提供参考。

关键词：煤层气井压裂技术连续油管定向射孔钻井液

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沁水盆地深部煤层气开发井完井技术进展

煤炭科学技术 2024年

作者：申鹏磊吕帅锋白建平李国富杨燕青熊章凯山西蓝焰煤层气工程研究有限责任公司煤与煤层气共采国家重点实验室中国地质大学(武汉)资源学院

沁水盆地深部煤储层具有低渗-特低渗、局部高饱和、低孔隙度、高热演化程度的地质特征，在直井/水平井+大规模压裂的开发模式下，需要与之相适应的完井技术才能保证储层改造和后期生产效果。文章系统分析煤层气开发水平井常规单层套管... 详细信息

沁水盆地深部煤储层具有低渗-特低渗、局部高饱和、低孔隙度、高热演化程度的地质特征，在直井/水平井+大规模压裂的开发模式下，需要与之相适应的完井技术才能保证储层改造和后期生产效果。文章系统分析煤层气开发水平井常规单层套管完井技术、裸眼/筛管完井技术、套管+滑套完井技术的不同井身结构和井下工具类型，并对不同完井技术的适用条件和技术特点进行了论述。研究结果表明，常规单层套管完井技术施工工艺成熟，三开完井结构应用普遍，但不利于降本增效；二开完井结构仅适用于煤储层上覆地层较为稳定、无含水层或微弱含水层的地质条件；裸眼/筛管完井技术可减少煤层段的污染，但无法进行后期储层改造，适用于煤体结构完整、煤层渗透性强的储层；套管+滑套完井技术可省去压裂前的射孔作业，但井下工具的正常运行无法保障且后期压裂排量受到限制。针对U型开发井组中的生产直井，在井筒无法满足大规模压裂作业的前提下，提出了新型双层套管完井技术，该技术的原理是在老井筒中根据地质条件和老井特点通过优选套管和固井工具来重塑井筒，满足后期压裂工艺和保证压裂改造效果。其特点主要是在目的煤层顶板以上采用了水泥封固，配合高抗压、较大内径套管，使井筒能够满足高施工压力的大规模压裂，同时煤层段选用筛管，节约了射孔费用，还可有效避免排采阶段地层坍塌掩埋井筒煤层段。该技术在沁水盆地深部煤储层成功应用，试验成果表明其能够满足深部煤层气大规模、高施工压力下的压裂作业，具有推广前景。

关键词：沁水盆地深部煤层气完井技术双层套管大规模压裂

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综采工作面覆岩采动裂隙三维分布规律研究

煤炭科学技术 2020年第11期48卷 106-112页

作者：白建平郝春生杨昌永姚晋宝周建斌李生奇石晓红易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司山西太原030000 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048006 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048000 阳泉煤业(集团)有限责任公司山西阳泉045008

掌握高瓦斯煤层覆岩裂隙的分布规律,对于合理布置高抽巷或定向钻孔位置,提高瓦斯抽采效果有重要意义。以新景矿3213工作面为工程背景,运用相似模拟和CDEM三维离散元模拟等方法研究了工作面回采后覆岩运动和裂隙发育规律,得到了工作面基... 详细信息

掌握高瓦斯煤层覆岩裂隙的分布规律,对于合理布置高抽巷或定向钻孔位置,提高瓦斯抽采效果有重要意义。以新景矿3213工作面为工程背景,运用相似模拟和CDEM三维离散元模拟等方法研究了工作面回采后覆岩运动和裂隙发育规律,得到了工作面基本顶初次破断和周期破断距离,覆岩裂隙发育高度及演化形态。结果表明:3213工作面基本顶初次来压步距为30 m,周期来压步距为10~15 m;跨落覆岩呈底宽顶窄的“梯形”结构,工作面端的跨落角随周期来压发生变化,大小在55°~65°之间;根据相似模拟的裂隙观测和数值模拟三维位移分布情况,确定垮落带高度为8.6 m,是采高的3.4倍;裂隙带高度为25.7 m,是采高的10.3倍。工作面上方覆岩裂隙发育具有很强的周期性,随基本顶破断呈阶梯状上升,且发育到一定高度后贯穿裂缝不再向上延伸,其上部裂隙均为离层裂隙,最终形成的裂隙带呈三维环状分布,环形截面为斜梯形,底面外环距采空区边界9 m,底面宽20 m,顶面宽25 m,高度为煤层顶板上方10~20 m。确定裂隙发育环三维位置和范围对工作面及采空区瓦斯治理有重要的意义,高抽巷或抽采钻孔应尽量布置在裂隙环顶部位置,既能够使巷道或钻孔保持完整,又能够达到最佳抽采效果。

关键词：覆岩运动采动裂隙三维分布裂隙发育环离散元

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新时代国有企业改革创新路径研究

中国军转民 2024年第1期 69-70页

作者：翟俊杰山西蓝焰煤层气集团有限责任公司

随着新时代我国经济转型升级,国有企业成为推进现代化的重要力量,在国家发展进程中的重要地位不可动摇,推动国有企业高质量发展已然成为一项重大发展课题。本文聚焦新一轮国企改革深化提升,明晰了国有企业在维护建立有序健康的市场环境... 详细信息

随着新时代我国经济转型升级,国有企业成为推进现代化的重要力量,在国家发展进程中的重要地位不可动摇,推动国有企业高质量发展已然成为一项重大发展课题。本文聚焦新一轮国企改革深化提升,明晰了国有企业在维护建立有序健康的市场环境、引导市场充分竞争、带动产业结构布局持续优化等方面的重要意义,提出以加强党建引领改革创新为首要任务,以聚焦对标国际一流企业为重要目标,提高创新投入力度,强化创新激励机制,加快推进数字化转型,进一步探究新时代国有企业改革创新的优化路径,实力打造企业核心竞争力。

关键词：新时代国有企业国企改革创新路径

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多煤层煤层气井分层控压合层排采技术及装备

煤炭科学技术 2018年第6期46卷 114-118,188页

作者：杜新锋郭盛强张群张东亮乔康吴静李林王正喜杜志强中国煤炭科工集团西安研究院有限公司陕西西安710054 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048204

为解决多煤层煤层气开发目前面临的产气量难以叠加、储层伤害难以控制等问题,提出多煤层煤层气分层控压合层排采技术,该技术分为双泵三通道双煤层分层控压合层排采技术和双套管多煤层分层控压合层排采技术;并研制了配套的合层抽采泵、... 详细信息

为解决多煤层煤层气开发目前面临的产气量难以叠加、储层伤害难以控制等问题,提出多煤层煤层气分层控压合层排采技术,该技术分为双泵三通道双煤层分层控压合层排采技术和双套管多煤层分层控压合层排采技术;并研制了配套的合层抽采泵、封隔器、排采监测设备等多煤层分层控压合层排采排采装置。实践结果表明:该技术可实现排采中用不同的动液面控制不同的煤层,提高煤层气排采效率和产气效果。

关键词：多煤层煤层气分层控压合层排采排采装置

发酵罐中不同菌源降解甘肃煤和内蒙古煤产甲烷效果分析

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煤炭转化 2022年第4期45卷 46-54页

作者：郭鑫陈林勇任恒星关嘉栋赵晗赵娜煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048000 易安蓝焰煤与煤层气共采技术有限责任公司山西晋城048000

以甘肃煤层气井排采水和内蒙古地区煤层缝隙渗水作为本源菌,活性污泥作为外源菌,经驯化后分别对两地区煤在190 L大型发酵罐内进行生物降解产甲烷实验。分析了两种菌源降解煤过程中发酵罐压力、甲烷体积分数、产甲烷总量、产气规律及两... 详细信息

以甘肃煤层气井排采水和内蒙古地区煤层缝隙渗水作为本源菌,活性污泥作为外源菌,经驯化后分别对两地区煤在190 L大型发酵罐内进行生物降解产甲烷实验。分析了两种菌源降解煤过程中发酵罐压力、甲烷体积分数、产甲烷总量、产气规律及两种菌源降解本地区煤产甲烷的代谢途径。结果表明:经驯化后的甘肃地区本源菌在对本地区煤生物降解产气过程中,发酵罐最高压力在第32天达45.80 kPa,甲烷体积分数为30.57%,产甲烷总量为8.97 L,加入营养液后,发酵罐最高压力在第15天达121.00 kPa,甲烷体积分数为38.22%,产甲烷总量为29.55 L,产甲烷率为2.95 mL/g;经驯化后的内蒙古地区本源菌对本地区煤生物降解产气过程中,发酵罐最高压力在第21天达70.56 kPa,甲烷体积分数为32.78%,产甲烷总量为14.89 L,加入营养液后,发酵罐最高压力在第14天达140.73 kPa,甲烷体积分数为40.02%,产甲烷总量为36.10 L,产甲烷率为3.61 mL/g;在加入营养液后,经驯化后的活性污泥外源菌分别对甘肃煤和内蒙古煤生物降解的产气实验均出现了产气高峰提前、产气速率提高、产甲烷总量增加的现象,说明营养液的加入对煤生物降解产气产生了促进作用,经驯化后的活性污泥外源菌分别对甘肃煤和内蒙古煤生物降解的产气规律相似,加入营养液后,甘肃煤产甲烷出现两个高峰期,分别出现在第14天和第41天,发酵罐最高压力达183.58 kPa,最高甲烷体积分数为50.22%,最终产甲烷总量为59.08 L,甘肃煤和内蒙古煤产甲烷率分别为5.91 mL/g和5.90 mL/g;驯化后的活性污泥外源菌较本源菌对甘肃煤和内蒙古煤降解产甲烷效果更好,且外源菌在煤生物降解产甲烷后期,利用CO_(2)还原产甲烷途径较为明显。甘肃地区本源菌对本地区煤生物降解产甲烷能力较差,原因可能为本源菌液中硫酸盐含量较高,硫酸盐还原菌生长成为优势菌种,并对产甲烷菌产生了抑制作用,不利于煤中有机质被利用产生甲烷。

关键词：发酵罐本源菌外源菌活性污泥产甲烷效果

火山斜坡堆积及其相模式——以松辽盆地营城组为例

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中国矿业大学学报 2014年第4期43卷 629-638页

作者：沈艳杰程日辉夏志威于振锋王腾飞吉林大学地球科学学院吉林长春130061 胜利油田物探研究院山东东营257022 山西蓝焰煤层气集团有限责任公司国家能源煤与煤层气共采技术重点实验室山西晋城048012

为了精细刻画盆地内火山斜坡堆积的岩相及其相结构,基于露头剖面和岩石样品观察分析的重要性,采用野外剖面地质研究和室内岩石样品成分、粒度组成分析相结合的方法,研究了松辽盆地东南缘露头区出露的营城组火山斜坡堆积相序与相结构.提... 详细信息

为了精细刻画盆地内火山斜坡堆积的岩相及其相结构,基于露头剖面和岩石样品观察分析的重要性,采用野外剖面地质研究和室内岩石样品成分、粒度组成分析相结合的方法,研究了松辽盆地东南缘露头区出露的营城组火山斜坡堆积相序与相结构.提出了包括热基浪、热碎屑流和空落3种亚相的火山斜坡爆发相单元结构.结果表明：爆发相由下到上为热基浪—热碎屑流—细空落亚相.其中热基浪亚相碎屑组成以刚性、炸裂状玻屑为主,粒度分析标准偏差0.93-1.26分选中等—好,偏度-1.85-3.46,显示牵引流粒度特征,发育层理构造;热碎屑流亚相碎屑组成主要是塑性—半塑性浮岩屑,少量炸裂状玻屑,粒度分析标准偏差0.87-1.65分选差,偏度-2.34-1.02,显示重力流粒度特征,顶部常发育浮岩屑层,浮岩屑变形程度与熔结程度呈近正相关,不发育层理构造;空落亚相,包括易识别的粗空落堆积和不易识别的细空落,刚性碎屑为主,分选好,常发育较好的水平层理,顶部常发育＂火山豆＂.

关键词：火山斜坡火山碎屑岩相模式营城组松辽盆地

沁水盆地深部煤层气水平井定向钻进地质导向技术

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煤矿安全 2023年第6期54卷 41-46页

作者：王宇红孙天玉李鹏山西蓝焰煤层气集团有限责任公司山西晋城048000 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

沁水盆地内深部煤层地质构造较为复杂,对水平井定向着陆点控制及水平段钻进轨迹控制构成新的挑战,传统基于导眼钻进探查所得的目标层及紧邻相关层位地质特征数据及岩性判别等方法,难以满足实际定向钻进过程中精准轨迹控制,无法实现顺层... 详细信息

沁水盆地内深部煤层地质构造较为复杂,对水平井定向着陆点控制及水平段钻进轨迹控制构成新的挑战,传统基于导眼钻进探查所得的目标层及紧邻相关层位地质特征数据及岩性判别等方法,难以满足实际定向钻进过程中精准轨迹控制,无法实现顺层钻进的要求。为了解决深井水平定向钻进控制问题,提出了一套适用于适用于深部煤层气水平定向钻进地质导向技术,通过前期谐振解析分析判断目的煤层地质构造情况,设计施工导眼获取目标地层参数,采用精准着陆技术和水平段地质导向技术完成钻井工作。该技术在沁水盆地武乡南区块WXN-T27-L1井试验应用,钻进水平段长708.00 m,煤层钻遇率达85.51%,显著提高煤层钻遇率、缩短钻井周期。

关键词：深部煤层气钻井地质导向顺层钻进精准着陆轨迹控制技术