主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
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煤田地質與勘探

期刊英文名:Coal Geology & Exploration

  《煤田地質與勘探》,雙月刊,創刊于1973 年,是由中煤科工集團西安研究院有限公司主管,中煤科工集團西安研究院有限公司主辦的面向國內外發行的煤炭科學技術方面的綜合性學術刊物,被美國《烏利希期刊指南》、中國科學引文數據庫(CSCD)核心庫等數據庫收錄。
  • 作者(Author):周賢青秦勇陸鹿
    關鍵詞(KeyWords):煤型鈾進展礦化機制影響因素中國

    摘要:中國鈾礦資源缺口巨大,僅靠開發傳統鈾礦資源無法滿足能源和國防建設不斷增長對鈾資源的需求,煤型鈾資源的開發利用可一定程度上緩解對鈾資源的需求壓力。通過總結近些年煤型鈾的研究成果,對我國主要煤型鈾礦的含礦點、鈾含量范圍、含煤地層的形成時代及分布范圍進行了歸納,并給出了煤型鈾的界定標準,為劃分煤型鈾礦提供依據;對煤型鈾的賦存狀態、成礦機制及影響因素進行了較為全面的闡述。大體認為對于煤型鈾研究較不足,其中對于微觀地質選擇過程著力不夠,而查明煤中鈾富集的微觀地質選擇過程對于成礦機制的理解至關重要;煤型鈾礦化時間和期次研究有待進一步加深,有利于分析煤型鈾的礦化模式、揭示煤型鈾與伴生砂巖型鈾礦之間的成因聯系,進而深化對煤型鈾礦化機制的理解。
  • 作者(Author):王祥生王猛劉敬春
    關鍵詞(KeyWords):煤炭國家規劃礦區煤炭礦區劃定目的劃定依據

    摘要:針對煤炭國家規劃礦區與煤炭礦區易混淆不清問題,基于相關標準和通知,詳細解讀了煤炭國家規劃礦區和煤炭礦區的定義,梳理了第一、二批煤炭國家規劃礦區和《全國礦產資源規劃(2016—2020年)》劃定的煤炭國家規劃礦區基本情況,并從劃定目的、劃定依據和形成時段等方面詳細闡述了二者的區別。指明煤炭國家規劃礦區劃定主管部門是自然資源部,劃定主要目的是控制礦權設置,規范礦業權管理;煤炭礦區劃定主管部門是國家發展改革委,劃定目的主要是為生產開發做準備。在未來煤炭國家規劃礦區管理工作中,建議加強煤炭規劃礦區基本理論、劃定標準及規劃礦區內礦產資源與環境影響等方面的研究。
  • 作者(Author):袁超張慧梅孟祥振楊更社吳祿源
    關鍵詞(KeyWords):Drucker-Prager準則損傷本構模型黏聚力內摩擦角凍融實驗

    摘要:基于Weibull隨機分布和損傷力學理論,從巖石變形全過程的特點入手,選用Drucker-Prager準則,建立能反映凍融巖石各變形階段特征的損傷本構模型,通過凍融砂巖常規三軸壓縮試驗,運用Mohr應力圓,獲得不同凍融循環次數下砂巖的黏聚力和內摩擦角,由模型理論曲線與凍融砂巖試驗曲線對比分析,驗證模型的合理性,通過變動內摩擦角,分析摩擦角對模型是否存在影響。結果表明:基于Drucker-Prager準則獲得的理論曲線與試驗曲線吻合較好,驗證了模型的合理性;內摩擦角對分布變量的影響較大,且是線性關系,但對損傷本構模型沒有影響或影響不大。研究成果對巖石本構關系的建立有較好的參考價值。
  • 作者(Author):李恒何世明湯明李寧楊沛張震
    關鍵詞(KeyWords):煤層井壁失穩機理封堵性能防塌鉆井液

    摘要:針對塔里木盆地深部煤層鉆井過程中鉆井液漏失和井壁垮塌等井下復雜問題,采用鏡質組反射率分析、X射線衍射、掃描電鏡等方法測試了煤的微觀結構和理化性能。明確了煤層的失穩機理:煤中固定碳質量分數平均超過60%,鏡質體反射率大于1.0%,煤化程度高、性脆、易破碎;黏土礦物總的體積分數低于25%,黏土中不含強水敏性礦物蒙脫石;煤層割理呈網狀分布,其寬度主要集中在1~10μm,易漏失。綜合判定煤層失穩類型為力學失穩。以煤層微觀結構為目標,結合鉆井液材料粒度分布,優選瀝青類封堵劑,設計出適用于煤層的瀝青質聚磺防塌鉆井液體系,其性能測試結果表明:瀝青質聚磺防塌鉆井液濾失量低、泥餅薄,能有效封堵煤的絕大部分割理,減少鉆井液侵入量,防止煤層垮塌。研究成果一定程度上為塔里木盆地深部煤層的安全高效鉆井提供技術保障。
  • 作者(Author):王佳亮彭奮飛萬步炎周云
    關鍵詞(KeyWords):海洋勘探繩索取心懸掛機構取樣工具金剛石鉆進ABAQUS仿真

    摘要:以提高繩索取心鉆具在海底鉆機上應用的工作可靠性,依據海底環境的特殊性,從提高單動機構的單動性能和懸掛機構的工作可靠性兩方面著手,對鉆具的單動機構展開結構優化并利用ABAQUS仿真分析手段對懸掛機構進行數值仿真分析。結果表明:經改進后的單動機構能夠抑制海水的腐蝕效應,改善心軸的定心效果,提高運轉靈活性;經改進后的懸掛機構能夠降低在頻繁使用過程中其關鍵零部件發生塑性變形的風險,提高懸掛機構的工作可靠性。研究成果可為相關鉆具設計提供理論支撐。
  • 作者(Author):李之軍劉徐三王波趙威
    關鍵詞(KeyWords):低溫干燥技術廢棄水基鉆井液回收再利用環境保護

    摘要:廢棄水基鉆井液是石油鉆井工程作業過程中的廢棄物,若直接排放,不但會使鉆井液成本居高不下,而且還會對環境造成極為不利的影響。對廢棄水基鉆井液進行低溫干燥處理后再利用,是既經濟又符合現代發展趨勢的處理方法之一。通過對聚合物鉆井液體系、磺化鉆井液體系及四川2口頁巖氣井鉆井液體系低溫干燥技術實驗研究及經濟性評價,結果表明:聚合物鉆井液體系在120℃條件下干燥處理后性能惡化嚴重,降低干燥溫度能降低其惡化程度;磺化鉆井液體系及四川2口頁巖氣井鉆井液體系在120℃條件下干燥處理后性能基本保持不變。這說明低溫干燥處理技術能夠實現廢棄水基鉆井液回收再利用,且處理成本低,處理后固體物質便于儲存與運輸,能夠大幅降低鉆井液成本。同時,還能夠減少廢棄鉆井液排放量,降低石油鉆井工程污染環境的風險。
  • 作者(Author):李俊杰張紅綱何建設榮鑫李劍強郭佳豪
    關鍵詞(KeyWords):地質雷達超前鉆探過江隧洞綜合預報

    摘要:針對TSP預報工作耗時長、經驗依賴性強等問題,以提高TSP探測精度與效率為目標,分析了影響TSP數據采集與處理精度的關鍵因素,總結了提高TSP探測效率的經驗。結合千島湖配水工程某過江隧洞段地質超前預報工程,在TSP探測分辨率下降的區域開展TSP跟蹤預報或地質雷達探測工作,對物探異常區輔以鉆探驗證。結果表明:巖體完整性差地段的TSP縱波波速、密度及各力學模量值偏低,TSP對破碎帶探測較敏感,對基巖裂隙水識別能力相對較弱,縱、橫波波速均偏低的區域巖體富水的概率更大;巖體破碎含水區段雷達電磁異常特征表現為反射波振幅強,同相軸錯斷,主頻偏低。綜合預報成果發揮了各種預報方法優勢互補的作用,為隧洞支護及超前注漿方案的優化提供了重要參考。
  • 作者(Author):趙云佩王偉侯獻華
    關鍵詞(KeyWords):槽波頻散分析超前探測克希霍夫偏移方法邢臺礦區葛泉礦

    摘要:為查明邢臺礦區葛泉礦1199工作面掘進巷前方地質構造,采用井下槽波地震進行超前探測,用線性拉東變換提取來自巷道前方的反射波,在時間域內進行速度分析獲得圍巖參數信息,通過克希霍夫偏移對巷道前方地質異常體成像。結果顯示,掘進巷前方距離G12檢波點205m與237m存在異常,分別對應采空巷道與SF4斷層;通過速度分析提取速度參數,初步判斷SF4具有含水性。鉆探驗證結果表明,克希霍夫偏移方法能對掘進巷前方斷層異常體進行成像。
  • 作者(Author):袁明道譚 彩李陽徐云乾張旭輝楊靜學
    關鍵詞(KeyWords):反管道機器人圖像融合非下采樣輪廓波變換同態濾液對比度自適應直方圖均化

    摘要:管道機器人探測能快速、準確和直觀地識別管道結構性和功能性隱患,受管道內環境限制,探測的圖像存在光照不均、對比度低和細節模糊等問題。為此,提出了一種管道機器人探測圖像的增強技術。首先采用限制對比度自適應直方圖均化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE)和同態濾波(Homomorphic Filtering,HF)處理光照不均勻和對比度低的問題,并將2種方法結果進行融合。而后將融合的圖像進行非下采樣輪廓波變換(Nonsubsampled Contourlet Transform,NSCT),并采用改進的Bayes-Shrink閾值對高頻系數進行噪聲去除。最后采用非線性映射函數對細節進行增強,并進行NSCT逆變換得到最終增強圖像。選取5幅典型管道機器人探測圖像進行增強處理,并與4種常見的圖像增強技術進行對比。結果表明,基于圖像融合和改進閾值的管道機器人探測圖像增強技術可有效提高圖像的整體和局部對比度,并有效增強圖像的細節,能有效解決管道機器人探測圖像存在的主要問題。
  • 作者(Author):侯彥威姚偉華
    關鍵詞(KeyWords):定源回線裝置瞬變電磁法(TEM)約束反演方法應用效果

    摘要:為消除TEM定源回線裝置增大接收區域后明顯的邊框效應,且提高TEM的分層能力,達到提高對不同電性地層精細分辨的目的,采用帶約束的正則化反演方法。在反演算法中,拉格朗日因子采用CMD正則化因子的自適應調節方案,自主調整。為保證反演過程的高效、穩定且結果收斂性,使反演模型每一層的厚度按照等對數間隔進行離散,減少矩陣方程的病態性;同時對反演電阻率值采用可行的上下限約束,使迭代的結果不至于出現極值或錯值,降低反演的多解性。通過對多層理論模型的計算,證明了約束反演算法的正確性和可靠性,將其用于實測瞬變電磁法勘探數據的反演計算中,反演電阻率縱向分布規律與已知地層電性資料吻合,解釋的異常區得到了鉆探驗證,結果可靠。
  • 作者(Author):楊連剛李凌云楊玉梅屈元基閆柯
    關鍵詞(KeyWords):隨機噪聲曲波變換壓縮感知全變差正則化

    摘要:隨著高精度地震勘探技術的發展,利用高保真的方法提高地震資料信噪比成為了去噪處理的關鍵。曲波域閾值法能夠有效的壓制隨機噪聲,但易產生偽吉布斯震蕩現象,造成信號局部畸變,從而影響處理效果。針對這一問題,提出一種基于壓縮感知理論(Compressing Sensing,簡稱CS)的地震信號去噪方法,該方法利用隨機噪聲和有效信號在曲波稀疏域稀疏表征的差異來分離隨機噪聲。其實現步驟為:將地震數據變換到曲波域;利用壓縮感知理論和全變差正則化算法重構曲波系數;曲波逆變換得到壓制噪聲后的重構地震數據。理論模型和實際資料應用表明,該方法能夠很好規避偽吉布斯現象帶來的信號失真問題,進一步提高了資料的信噪比。
  • 作者(Author):王樹威
    關鍵詞(KeyWords):鄂爾多斯盆地東緣煤系非常規氣波阻抗反演AVO反演低擬泊松比

    摘要:為了預測鄂爾多斯盆地東緣某勘探區煤系非常規氣的資源富集區,采用地震勘探方法在這一新領域進行預測。首先,利用疊后波阻抗反演技術對儲層進行巖性預測,通過波阻抗閾值得到樣點個數,再與采樣率計算出時間厚度,然后乘以巖層速度得到巖層厚度;其次,采用疊前AVO反演技術對儲層進行含氣性預測,經過分析含氣飽和度與AVO相關屬性參數之間的關系,得出與有利含氣區敏感性最高的屬性特征。最后,把儲層厚度較厚和呈低擬泊松比屬性特征的區域劃定為各層含氣有利區,并對勘探區下石盒子組盒八段、山西組和本溪組的砂巖氣和頁巖氣進行了富集區預測,鉆井驗證效果較好。資源富集區的預測結果表明,地震勘探技術在該區域對煤系非常規氣這一新領域的預測是可行的,此方法對其他區域煤系非常規氣資源富集區的預測有借鑒意義。
  • 作者(Author):段天柱任亞平
    關鍵詞(KeyWords):聲波單軸壓縮含水率損傷

    摘要:為了探究不同含水率砂巖單軸壓縮下力學特性及損傷變化情況,首先對5種不同含水率砂巖進行靜態單軸壓縮實驗,獲得其物理力學參數;而后利用超聲波檢測儀測量該5種不同含水率砂巖的波速,將該批次砂巖加載到80%峰值強度后卸載到0,測量此時砂巖聲波波速,利用聲波法定義損傷,研究含水率對砂巖損傷的影響。結果表明:單軸壓縮下,砂巖的峰值強度及彈性模量隨含水率升高逐漸降低,而峰值應變變化呈相反趨勢;總功及彈性能隨含水率增加而下降,耗散能隨含水率增加而增大。實驗前聲波波速隨含水率升高逐漸減小,實驗后聲波波速隨含水率升高而下降,且下降趨勢較實驗前更迅速;砂巖的殘余塑性變形和內部損傷均隨含水率升高逐漸增大。研究結果可為現場巖石損傷測試提供依據。
  • 作者(Author):閔飛虎向必偉劉 輝朱曉峻
    關鍵詞(KeyWords):斷層活化逆斷層煤礦開采數值模擬礦井災害新集二礦

    摘要:煤礦開采過程中斷層活化時有發生,是礦井災害防治研究的熱點問題。為了揭示不同斷層傾角條件下煤層開采對斷層活化的影響,以淮南新集二礦地質采礦條件為例,采用FLAC3D進行數值模擬,系統研究逆斷層下煤層開采過程中斷層的動態活化規律,闡明了斷層活化位置與工作面推進距離、斷層傾角之間的關系。研究表明,斷層活化可分為累積期、形成期、破壞期3個發育階段;當工作面回采至工作面推進距離的一半時,斷層開始活化,至開采結束,斷層滑移量最大;傾角越小的斷層面越早開始活化,傾角越大的斷層面滑移量越大。研究成果為斷層發育區煤炭資源安全開采提供了理論依據和技術參考。
  • 作者(Author):高盛翔徐強馬洪玉吳圣林吳 康劉 鵬吳澤輝
    關鍵詞(KeyWords):紅黏土高填方邊坡坡體穩定性坡體裂縫數值模擬云南安寧

    摘要:以云南安寧市一高填方邊坡為例,通過勘察、監測等手段,在查明紅黏土分布特征的基礎上,對填土前后紅黏土的物理力學性質變化進行分析,應用數值模擬軟件對坡體穩定性進行研究。結果表明,填方工程施工前后,紅黏土地基物理力學指標呈現出先降低后增強的特征,致使填土邊坡的穩定性呈現出先降低后提高的趨勢;坡體上部的地裂縫是在地基土、原地形、填土厚度不均的不利組合下,由于填方體、地基土固結引起坡體的不均勻變形所致,坡體整體穩定。研究成果對于紅黏土地基的高填方邊坡工程設計、紅黏土地基土物理力學指標對坡體穩定性的影響、施工過程中不均勻變形量控制、坡體上部裂縫病害研究具有一定的參考價值和指導意義。
  • 作者(Author):張國茂彭文祥
    關鍵詞(KeyWords):有限土體土壓力反演分析三次樣條法

    摘要:為探討斜支撐支護基坑與相鄰地下空間有限土體土壓力分布規律,對某基坑現場監測數據進行反演分析。研究基于試算法改進后的三次樣條法,運用Matlab軟件進行反演計算得到支護結構彎矩值和樁后土壓力值,結果表明:受有限土體位移模式、非極限狀態、邊界條件的影響,有限土體主動土壓力在開挖面以上,呈現明顯的“R”字形分布,比經典土壓力計算值小約16.3%;被動土壓力與主動土壓力差值在開挖面以下,呈現近似矩形分布,比經典土壓力計算值小約65%,分析結果可為該類工程支護設計及計算提供依據和參考。
  • 作者(Author):薛衛峰王蘇健鄧增社黃克軍韓 磊冀瑞君梁少劍
    關鍵詞(KeyWords):磁處理黏土漿液改性結石率抗滲性能

    摘要:對黏土漿液進行磁化處理,研究磁化處理后黏土漿液的黏度、密度、pH值、電導率、析水率、結石率及抗滲性等物理性質變化特征。磁處理后,黏土漿液密度、黏度、析水率均減小,pH值、電導率、結石率增大,黏土漿液的析水率與結石率的改善效果隨磁化時間的增長而增大,磁處理改善了漿液的流變性能,磁化后黏土漿液固結體的抗滲性能較未磁化黏土漿液固結體抗滲性能有了大幅提高。黏土漿液經磁化后Zeta電位值、pH值增大,使得其分散程度提高,從而降低了析水率,提高了結石率,同等質量黏土漿液抗滲性能的提高得益于磁處理后黏土漿液結石率的大幅增加,而其黏度的降低,是因磁處理后黏土漿液顆粒間有較強的排斥力導致。
  • 作者(Author):趙春虎
    關鍵詞(KeyWords):孤島工作面破壞深度重復采動微震數值模擬葛泉煤礦河北邢臺

    摘要:針對孤島工作面煤層開采底板損傷問題,以河北葛泉煤礦11913孤島工作面為研究對象,采用微震方法分析其底板破壞深度;并通過數值模擬對首采、跳采及孤島3種工作面回采過程中圍巖采動應力與底板破壞的規律進行了對比分析。微震測試結果顯示11913工作面回采過程中微震事件主要發生在下巷,識別出工作面最大破壞深度20~25m;基于COMSOL的11912首采、11914跳采及11913孤島3個工作面數值模擬結果顯示,11912首采與11914跳采條件下煤柱地應力集中狀態變化不大,最大破壞深度小于11.56m,僅發育至工作面底板的注漿改造層內部,而11913孤島回采條件下,受到重復采動影響,工作面兩側煤柱應力集中狀態驟增,最大破壞深度劇增至23m,已發育至煤層底板的本溪組灰巖含水層。研究結果對于華北型煤田下組煤層開采底板破壞規律分析與不同類型工作面回采條件下底板水害防治有一定的參考價值。
  • 作者(Author):李永濤楊建
    關鍵詞(KeyWords):涌水規律首采工作面預疏放導水裂縫帶納林河二號礦蒙陜接壤區

    摘要:為了建立符合蒙陜接壤區煤炭開采防治水技術體系,以納林河二號礦井首采工作面為例,開展了覆巖破壞規律、水文地質條件、涌水量預計、頂板水預疏放等研究,結果表明:應用鉆探取心、鉆孔沖洗液漏失量觀測和鉆孔彩色電視探測手段,實測得到首采工作面導水裂縫帶高度為103.23m,裂高(導水裂縫帶高度)采厚比為18.8,導水裂縫帶可溝通3段含水層,其中直羅組底部含水層鉆孔涌水量92.0~136.0m3/h、水壓4.0~5.6MPa,呈“水量大、水壓高、分布不均”的特點,是威脅工作面回采安全的最主要含水層。回采過程中頂板水主要由靜態儲存量和動態補給量構成,采用“動靜儲量結合法”計算得到靜態儲存量和動態補給量分別為2.596×106m3和417.6m3/h。對頂板水開展分段預疏放條件下,整個工作面回采過程中采空區涌水量與推采步距呈正相關關系,隨著頂板周期性滯后垮落,導水裂縫帶也周期性發育至高點(直羅組底部含水層),采空區涌水量又呈臺階式增長。最終總預疏放水量4.235×106m3,采空區總涌水量5.313×106m3,首采工作面總排水量為622.8m3/h,與預計排水量596.9m3/h相差4.2%。涌水量準確預測和頂板水提前預疏放,是實現首采工作面防治水安全的關鍵,可以為鄂爾多斯盆地北部深埋區提供防治水技術支撐。
  • 作者(Author):曹濤濤鄧模劉虎黃儼然HURSTHOUSE Andrew Stefan
    關鍵詞(KeyWords):頁巖氣孔滲特征含氣性湘中和湘東南巖關階組龍潭組

    摘要:為了揭示湘中與湘東南坳陷海陸過渡相頁巖含氣潛力及勘探方向,對該區下石炭統巖關階組和上二疊統龍潭組泥頁巖進行總有機碳含量TOC、鏡質體反射率Rran、干酪根碳同位素、有機質顯微組成、X衍射、掃描電鏡、孔滲特征和等溫吸附等測試。結果表明巖關階組和龍潭組處于成熟–高成熟期、類型以III型為主;龍潭組泥頁巖TOC質量分數普遍較高、而巖關階組泥頁巖TOC較低。龍潭組和巖關階關組泥頁巖礦物主要為黏土礦物和石英,部分含有較高的方解石。這兩套頁巖的孔隙發育較差,主要孔隙類型為有機孔、溶蝕孔和層間裂縫。孔隙度為0.41%~3.03%、滲透率為(0.08~0.98)×10-3 μm2。孔隙度主要受TOC控制,不穩定礦物如長石和碳酸鹽巖雖然能提供一定孔隙,但對頁巖物性的影響有限。泥頁巖的甲烷吸附量普遍在1.67~2.5 cm3/g,2015H-D3井龍潭組泥頁巖現場解吸氣量普遍大于0.5 cm3/g,最高為2.35 cm3/g,表明湘中和湘東南地區龍潭組具有一定的頁巖氣潛力,但巖關階組勘探前景相對較差。
  • 作者(Author):陳泉霖
    關鍵詞(KeyWords):頁巖氣二疊系文筆山組儲層特征構造運動福建龍巖

    摘要:為豐富福建省頁巖氣資源調查評價的基礎研究工作,以有機地球化學、巖石礦物成分和儲層物性分析等實驗為重點,結合野外地質調查、露頭及鉆井等資料,分析研究了福建省二疊系中統文筆山組頁巖氣儲層地質條件。結果表明:福建二疊系中統文筆山組泥頁巖干酪根為Ⅲ型;有機碳質量分數普遍在1%~2%,有機質豐度中等;Rran值介于3.76%~4.91%,泥頁巖處于過成熟演化階段;巖石脆性礦物普遍較低;泥頁巖孔隙度中等,滲透率極低,微孔和中孔提供了氣體吸附的主要場所。與國內外典型含氣泥頁巖相比,福建文筆山組具有形成頁巖氣的物質基礎和埋藏條件,初步認為福建省中部龍巖一帶可以作為下一步工作的重點區域。后期需要加強有機質成熟度和微觀孔隙結構對儲氣性能的研究,了解研究區內泥頁巖的吸附能力、孔隙形態及發育特征,為福建地區頁巖氣勘探開發提供指導作用。
  • 作者(Author):龐斌王旱祥蘭文劍
    關鍵詞(KeyWords):煤層氣抽油桿腐蝕排采階段開發層系渭北區塊鄂爾多斯盆地

    摘要:為明確鄂爾多斯盆地東緣渭北區塊H礦區煤層氣井腐蝕影響因素,以抽油桿為研究對象,通過對實際開采過程中產出氣、采出水、抽油桿表面腐蝕產物成分和抽油桿質量損失檢測分析,總結了抽油桿腐蝕類型和腐蝕強度,并對比分析了不同排采階段、開發層系和采出液礦化度對腐蝕的影響。研究結果表明:渭北區塊煤層氣井抽油桿主要受到CO2和H2S的腐蝕,其來源主要為5號煤和11號煤。在初期排水階段抽油桿腐蝕程度低,主要是由少量CO2溶解氣引起;憋套壓和產氣之后,抽油桿受到產出的酸性氣體CO2和H2S的共同腐蝕作用,且腐蝕不斷增強;同時地層水礦化程度對抽油桿腐蝕有明顯的促進作用。由于腐蝕影響因素復雜且強度不斷變化,因此,對抽油桿表面進行包覆或涂上防腐層是直接有效的防腐手段。
  • 作者(Author):薛海飛朱光輝王偉陸小霞王明昊王延斌
    關鍵詞(KeyWords):沁水盆地柿莊區塊壓裂影響因素地應力煤體結構參數優化

    摘要:針對沁水盆地柿莊區塊煤層氣開發過程中低產低效問題,基于大量實際生產資料分析,探討地質因素和工程因素對煤層氣開發效果的影響。結果認為,地應力和煤體結構是影響煤層氣井壓裂增產效果的關鍵地質因素。其中,煤層氣井壓裂過程中,高地應力影響裂縫延伸和支撐,水平主應力差影響裂縫延伸方向和形態;煤體結構較差的煤層在壓裂中易形成煤粉,堵塞導流通道,壓裂效果變差。影響壓裂效果的工程因素主要包括壓裂液性能、施工排量、前置液占比和井徑擴大率,針對研究區地質概況,提出“2%KCl+清水、階梯排量注入、前置液量180~240m3、優化射孔段和水力波及壓裂”等系列優化技術,并指出煤層氣壓裂選井是決定壓裂效果和開采經濟性的重要環節。將優化技術在柿莊區塊北部深部煤層氣開發井中加以實踐驗證,取得很好的增產效果。研究成果及認識對沁水盆地及相同地質條件區域的煤層氣開發具有一定的指導意義。
  • 作者(Author):賈慧敏胡秋嘉祁空軍覃蒙扶毛崇昊張光波
    關鍵詞(KeyWords):煤層氣井流壓回升不正常井儲層傷害機理傷害指數治理

    摘要:合理控制套壓和井底流壓、合理排水降壓采氣是提高煤層氣井開發效果的關鍵技術。井底流壓回升可抑制煤層氣解吸產出,造成儲層傷害,降低煤層氣井產量,影響煤層氣井開發效果。通過生產實踐動態分析、理論研究和室內實驗,提出了煤層氣流壓回升型不正常井起因,通過理論研究和現場數據分析,明確煤層氣井流壓回升對儲層傷害機理,提出流壓回升對儲層傷害程度評價方法及治理對策。研究結果表明:煤層氣井煤沒度增加導致套壓降低,套壓下降速率越快,則井底流壓下降越快;煤沒度增加速率過快的煤層氣井,其井底流壓回升對儲層傷害嚴重,導致氣體產出阻力增加,部分氣體被毛細管壓力封堵在孔隙中,難以產出。流壓回升傷害指數可以表征流壓回升導致儲層傷害程度,抽油泵凡爾漏失和氣鎖導致煤層氣井排水量小于煤層向井筒供水量是井底流壓回升的主要原因,其治理措施可通過液壓沖洗清除固定凡爾煤粉,通過機械振動清除游動凡爾煤粉,通過恒沉沒防氣鎖工藝與煤層氣井間斷抽水工藝相結合措施治理氣鎖。
  • 作者(Author):歐金萍鄭劉根魏祥平劉思魁李立園劉夢黃曉雨
    關鍵詞(KeyWords):銻(Sb)賦存狀態巖漿侵入淮北臥龍湖煤礦

    摘要:為探討巖漿蝕變作用對煤層中銻賦存特征的影響,系統采集安徽淮北煤田臥龍湖煤礦巖漿侵入煤層侵入巖和全煤層樣品共12個,利用原子熒光光譜法(AFS)測定樣品中Sb含量,并對煤質參數進行分析。結果表明:臥龍湖煤礦巖漿侵入區煤表現為超低揮發分,中等灰分,特低硫的特點,煤中的硫主要以有機硫和黃鐵礦硫存在。受巖漿熱液影響,煤中灰分增加,揮發分減少;巖漿蝕變煤層中銻明顯富集,算術平均值達到10.48mg/kg,且侵入巖上方煤中Sb的平均含量明顯增高,煤巖接觸帶位置Sb的含量達到最高值(13.93mg/kg);巖漿蝕變煤中的銻主要以無機結合態形式存在(相關系數r為0.74),有機硫與煤中Sb呈顯著負相關(相關系數r為–0.60)。巖漿侵入作用導致臥龍湖煤礦煤的煤質特征及煤層中銻的賦存方式受到不同程度的影響,研究結果可為特殊地質作用下煤中銻的環境地球化學特征提供參考。

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