检索结果-内蒙古大学图书馆

高校地质学报 2012年第3期18卷 405-418页

作者：秦勇中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室徐州221116

中国以成藏作用为核心的煤层气基础地质研究近些年取得显著进展。本源菌条件下褐煤生物气模拟、矿物/元素催化生气作用、无烟煤层重烃极度异常原因、煤层次生生物气等的研究成果,深化了对煤层气多元化成因的学术认识。在更为广泛的盆地... 详细信息

中国以成藏作用为核心的煤层气基础地质研究近些年取得显著进展。本源菌条件下褐煤生物气模拟、矿物/元素催化生气作用、无烟煤层重烃极度异常原因、煤层次生生物气等的研究成果,深化了对煤层气多元化成因的学术认识。在更为广泛的盆地和更加深入的层次上探讨了煤层气成藏作用的宏观地质过程及其控制因素,经典煤层气成藏作用理论得到发展。提出了原创性的煤层气成藏效应研究思路,从地层能量角度探讨了煤层气成藏作用的实质,提出了某些新的学术观点,初步探讨了深部煤层气成藏作用的特殊性。我国煤层气地质条件复杂多变,诸多基础地质问题尚待解决,近期探讨的重点在于宏观动力学方面的地应力场效应和深度效应,以及微观动力条件方面的煤级效应和粒度效应,涉及到深部、构造煤、低煤级煤等资源量巨大的煤层气成藏领域。同时,含煤地层非常规气(煤系气)的共生成藏关系以及共采中的基础地质问题,也将是今后的一个重点研究方向。

关键词：中国煤层气成因成藏作用成藏效应进展

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多重地质属性约束下CO2-ECBM选址原则及实例

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煤炭学报 2020年第12期45卷 4111-4120页

作者：蔡颖申建李超赵刚中国矿业大学煤层气成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中联煤层气有限责任公司北京100011

CO2-ECBM通过将CO2注入煤层提高煤层气采收率并实现CO2地质封存受到业界的高度关注。为了探索CO2-ECBM在沁水盆地南部SZN区块大量低单井产量井技术适应性,实现低效老井区产量提升以及CO2封存的双重收益,基于区内地质条件及储层非均质性... 详细信息

CO2-ECBM通过将CO2注入煤层提高煤层气采收率并实现CO2地质封存受到业界的高度关注。为了探索CO2-ECBM在沁水盆地南部SZN区块大量低单井产量井技术适应性,实现低效老井区产量提升以及CO2封存的双重收益,基于区内地质条件及储层非均质性等特征分析,提出了老井低效煤层气井区CO2-ECBM可注入性、可增产性、可封存性三大类选址关键地质原则。在此基础上,阐释了研究区关键地质选址原则下煤厚、渗透率、煤层倾角、构造曲率、地下水流场、地温场、埋深、顶底板岩性、断层等地质约束条件,指出煤层厚度适宜且煤层结构简单、平均产气量较高、煤层倾角小于5°、处于平缓近等轴褶皱构造部位(构造曲率低于2.5×10^-4)、距离断层1 km以外、相对较低地应力及主地应力差、煤层地下水径流与CO2注入流场协同、煤层顶底板以致密泥岩类为主等CO2-ECBM潜在工程有利区评价参数和指标,优选出SZN区块北部Z-1~Z-100、中部Z-160~Z-170、南部Z-180~Z-240区等作为CO2-ECBM潜在有利区。通过对比分析,在有利区基础上进一步优选出煤体结构以碎裂-原生为主、物性条件较好且采出程度较低的7个备选井组。采用煤层剩余含气量、渗透率、现今产水量、15 m内砂岩厚度、井距等CO2-ECBM井组优选参数,基于灰色关联分析方法,厘定了CO2-ECBM注入井组实施先后序列为T-7>T-2>T-1>T-3>T-6>T-4>T-5,即T-2与T-7为最优先注入井组。

关键词： CO2注入煤层地质选址可注入性可增产性可封存性

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“多层叠置独立含煤层气系统”形成的沉积控制因素

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地球科学（中国地质大学学报） 2012年第3期37卷 573-579页

作者：沈玉林秦勇郭英海易同生邵玉宝金洪波中国矿业大学资源学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 贵州省煤田地质局贵州贵阳550006

基于黔西地区晚二叠世含煤地层的实测资料,初步探讨了"多层叠置独立含煤层气系统"形成的沉积控制因素.研究表明,含煤地层的沉积条件奠定了"多层叠置独立含煤层气系统"的物质及物性基础,层序地层格架特点限定了含气... 详细信息

基于黔西地区晚二叠世含煤地层的实测资料,初步探讨了"多层叠置独立含煤层气系统"形成的沉积控制因素.研究表明,含煤地层的沉积条件奠定了"多层叠置独立含煤层气系统"的物质及物性基础,层序地层格架特点限定了含气单元间含气性的连通性.最大海泛面附近的菱铁质泥岩等低渗透岩层控制了垂向次级含气单元间的含气性相对独立,且煤层含气量与海平面升降之间存在一定的相关性,即最大海侵面附近煤层含气量相对较低,此界面似乎可作为含煤层气系统内独立含气单元的成藏边界;层序界面沟通了含气单元间的含气联系,使得靠近层序界面附近的煤层具有相似的含气性特征.

关键词：煤层气层序地层低渗透岩层最大海侵面含气系统

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煤炭采空区下伏煤层气资源潜力及抽采效果--以山西省晋城西部矿区为例

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天然气工业 2022年第6期42卷 146-153页

作者：张江华秦勇李国富孟召平李国庆李军军季长江陈召英中国矿业大学资源与地球科学学院山西省048012 煤与煤层气共采国家重点实验室煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室·中国矿业大学江苏省221116 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院中国地质大学资源学院

煤炭采空区以往煤层气抽采主要针对采空区上覆煤层,下伏丰富煤层气资源长期未能得到有效开发,同时也给下伏煤层的煤炭开采造成了安全隐患。为了进一步提高煤炭采空区煤层气的利用效率,利用“上三带”理论、底板破坏带深度计算公式、稳... 详细信息

煤炭采空区以往煤层气抽采主要针对采空区上覆煤层,下伏丰富煤层气资源长期未能得到有效开发,同时也给下伏煤层的煤炭开采造成了安全隐患。为了进一步提高煤炭采空区煤层气的利用效率,利用“上三带”理论、底板破坏带深度计算公式、稳压区开采计算模型及FLAC3D软件模拟等方法,确定了晋城西部矿区(以下简称晋城西区)3号煤层采空区下伏地层卸压范围,研究了下伏煤层气赋存状态并建立了资源量估算方法,分析了过采空区煤层气抽采效果和经济效益。研究结果表明:①晋城西区采空区卸压范围可达山西组3号煤层底板以下143 m,覆盖太原组9号煤层和15号煤层;②下伏煤层气游离态和吸附态并存,其中游离气资源量占比普遍大于50%;③根据见气时间长短将过采空区煤层气井产气潜力分成3类,分别占跟踪研究井总数的60%、28%和12%,平均套压分别为0.43 MPa、0.32 MPa和0.29 MPa,单井日均产气量依次为2570 m^(3)、3324 m^(3)和1496 m^(3),最高日抽采量分别达到11040 m^(3)、9643 m^(3)和4800 m^(3);④与研究区常规煤层气井相比,前两类井产气效果显著较好,第3类井大致相当;⑤过采空区单井投资回收期比常规煤层气井缩短1.5年,经济效益显著。结论认为,晋城西区3号采空区对下伏9号煤层和15号煤层起到了良好的卸压作用,提高了过采空区煤层气井抽采效率,推广应用前景可观。

关键词：山西省晋城西部矿区煤层气采空区下伏煤层气资源抽采效果经济效益安全

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煤储层渗透率测试、模拟与预测研究进展

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煤炭学报 2022年第6期47卷 2369-2385页

作者：傅雪海齐琦程鸣张宝鑫中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 国家煤层气产品质量监督检验中心(山西) 山西晋城048000

渗透率是煤层气开发的重要参数,煤储层较强的非均质性使得现场少量试井结果难以反映区域性渗透率规律,不同仪器、方法、样品尺寸、压力、温度及介质条件下获得的实验渗透率对比性也较差。对比分析了不同试井方法(钻杆测试、水罐测试、... 详细信息

渗透率是煤层气开发的重要参数,煤储层较强的非均质性使得现场少量试井结果难以反映区域性渗透率规律,不同仪器、方法、样品尺寸、压力、温度及介质条件下获得的实验渗透率对比性也较差。对比分析了不同试井方法(钻杆测试、水罐测试、段塞测试、注入/压降测试)、不同实验测试方法(稳态法、非稳态法)的优缺点、适用条件及渗透率测试标准的演化历程,系统评述了单轴应变条件、恒定体积条件以及三轴应力条件下渗透率模拟模型的适用性,分析了基于裂隙、煤体结构、地应力、构造曲率等单一主控因素预测渗透率及人工智能(BP神经网络、灰色关联分析、支持向量回归机、多层次模糊综合评价)多因素预测的可靠性,总结了煤储层渗透率在测试、模拟和预测方面存在的问题,并提出了进一步研究的展望。研究结果表明现场注入测试是获取原位煤储层渗透率的主要方法,实验室非稳态法渗透率测试适合我国低渗煤储层;单轴应变条件下的P-M模型和S-D模型适用于恒定垂直外部应力条件下的模拟,恒定体积条件下的Ma模型对于多数煤类输入的参数均可测量,模拟结果可靠性较高,三轴应力条件下的Connell模型和Zhou模型更有利于通过实验室测定对模拟渗透率进行验证;基于煤层气井生产数据历史拟合得到的渗透率与原位煤储层更为接近,未进行煤层气排采试验区基于单一主控因素的煤储层渗透率预测效果较好,综合多因素的人工智能技术预测的渗透率较可靠。

关键词：煤层气渗透率测试与预测方法模拟条件研究进展

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煤层气异常成分的界定、分布及其成因研究进展

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煤炭科学技术 2023年第1期51卷 343-352页

作者：傅雪海许行行王强陈义林兰凤娟康俊强张宝鑫卢杰林中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 国家煤层气产品质量监督检验中心(山西) 山西晋城048000

前期对不同煤层气组分异常的成因进行了大量研究,但对不同组分异常浓度的界定尚无统一标准。为了阐明我国煤层气成分的分布特征及煤层气异常成分的浓度界限,基于实测和收集各煤阶储层煤层气成分(含气量达到煤层气储量评估规范DZ/T 0216... 详细信息

前期对不同煤层气组分异常的成因进行了大量研究,但对不同组分异常浓度的界定尚无统一标准。为了阐明我国煤层气成分的分布特征及煤层气异常成分的浓度界限,基于实测和收集各煤阶储层煤层气成分(含气量达到煤层气储量评估规范DZ/T 0216—2020下限要求的煤层气井与煤田勘探钻孔)测试数据4 654个。统计表明我国煤层气中CH4、重烃气(C_(2+))、CO_(2)、N2平均浓度分别为91.82%、0.85%、2.04%、5.19%,其中CH4浓度≥90%占77.44%。将煤层气中重烃气浓度大于5%、氮气/二氧化碳浓度大于10%、有害气体浓度超过《煤矿安全规程》规定的上限标准和稀有气体超过空气组成时划分为异常气体成分。基于此划分标准,统计表明我国煤层气中重烃气浓度>5%占5.16%、CO_(2)浓度>10%占4.00%、N2浓度>10%占13.26%,准噶尔盆地南缘煤层气中氦气最高浓度达到0.97%。在上述研究的基础上,归纳总结了煤层气中异常成分/浓度的成因主要有煤化作用的阶段性、煤岩组分的差异性、硫酸盐还原作用、古风化壳及煤系外源气体迁入等。建议在今后的煤层气勘探中测全气体成分,开展CO_(2)、N2异常煤层的气体解吸研究,确定煤系氦源岩,探讨烃-氦同源同储规律,分析煤系有机气与无机气的相互作用,综合研究地质构造、地下水流动、微生物及岩浆活动对气组分的改造作用,揭示不同气组分在不同地区运移、富集及保存的演化机制。研究成果对煤层气的开采工艺、煤矿安全生产和煤层气的利用均具有指导意义。

关键词：煤层气气体成分异常值界定异常成分的成因

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黔西红梅井田煤层气有序开发的水文地质条件

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地球科学进展 2015年第4期30卷 456-464页

作者：郭晨秦勇卢玲玲中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116

在多煤层含煤地层中,往往形成垂向上叠置发育的多个独立含煤层气系统,系统之间的相互干扰严重妨碍了煤层气井的有效排水降压。解决这一问题的关键,是查明不同系统之间水文地质条件的差异。基于水文地质勘探成果,分析了黔西织纳煤田红梅... 详细信息

在多煤层含煤地层中,往往形成垂向上叠置发育的多个独立含煤层气系统,系统之间的相互干扰严重妨碍了煤层气井的有效排水降压。解决这一问题的关键,是查明不同系统之间水文地质条件的差异。基于水文地质勘探成果,分析了黔西织纳煤田红梅井田上二叠统含煤地层不同含煤段的水动力条件和水化学特征,提取视储层压力、压力系数、钻孔单位涌水量、渗透系数、影响半径等与煤层气开发相关的有用信息,发现不同含煤段之间的水文地质条件差异显著,垂向上可能发育与三级地层层序格架相吻合的多层叠置独立含煤层气系统,运用灰色关联分析建立了基于水文地质信息的煤层气开发条件评价因子。在此基础上,评价了不同含煤段的煤层气开发潜力,对煤层气开发顺序进行了概念性设计。研究认为,17~30号煤层段的煤层气开发条件优于其上、下2段,应优先开发,其次是6~16号煤层段;31号煤层至底部开发条件相对较差,应最后开发。

关键词：含煤层气系统水文地质煤层气开发灰色关联分析评价因子

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基于排采初期生产特征的煤层气合采地质条件分析

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煤炭学报 2020年第1期45卷 241-257页

作者：秦勇吴建光张争光易同生杨兆彪金军张兵中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 中联煤层气有限责任公司北京100016 贵州省煤田地质局贵州贵阳550081

煤层气高效合采的基础是深刻理解合采兼容性,其中的关键在于合采地质条件的量化分析。以滇东-黔西这一典型地区为例,主要基于11口合采试验井前150 d生产历史资料,采用地质统计及因素差异对比法,分析了合采地质条件特点,提出了研究区合... 详细信息

煤层气高效合采的基础是深刻理解合采兼容性,其中的关键在于合采地质条件的量化分析。以滇东-黔西这一典型地区为例,主要基于11口合采试验井前150 d生产历史资料,采用地质统计及因素差异对比法,分析了合采地质条件特点,提出了研究区合采兼容性阈值及工程设计优化的地质建议。研究发现,合采产层组外在地质因素对排采初期效果的影响不一:产层组底界埋深显著影响排采初期生产行为,这是单采及合采的共性特征;产层组存在一个最佳跨度,但跨度阈值因地而异;产层组层数与初期产气量关系存在极大值,与初期产水量关系存在突变点,与压裂增渗倍数呈负相关关系,压裂增渗倍数随产层数增多而降低。产层组内在地质因素并非对排采初期效果都有影响:加权平均含气饱和度及其差异指数阈值因地而异,地层能量越低及储层可改造性越差,含气饱和度差异对初期生产效果的影响越强;原始压力状态差异对见气时间的影响主要存在于不同区块之间,在同一区块内没有实质性意义。发现产层组见气时间随平均压裂渗透率增大呈指数规律缩短,压裂改造效果与煤储层原始渗透率之间不存在必然联系,统一的压裂改造措施可能导致产层组各产层属性差异拉大,抑制了整体产气潜力的充分释放。为此,提出了合采产层组分层均衡压裂改造的设计思想,目的是通过差异性改造来弱化原始储层属性差异。先前采用的储层改造技术不适应于滇东地区800 m以深的煤储层;合理确定产层组的关键在于单井储层压力剖面精细分析;影响研究区储层可压裂改造性的关键地质因素是煤体结构;实现产层组产气潜力释放最大化的工程措施是各产层之间的均衡改造;合采井憋压与否、憋压程度因区块乃至因井而异,放气时机的把握十分重要。在合采井现行排采管控制度不变的前提下,建议控制产层组底界埋深和最大跨度,优选加权含气饱和度高、饱和度差异系数小和压力状态差异系数小的产层组,注重产层组中各产层的均衡改造。

关键词：煤层气合采地质条件兼容性阈值措施建议滇东-黔西地区

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煤系非常规天然气资源特征及分隔合采技术

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地学前缘 2016年第3期23卷 36-40页

作者：傅雪海德勒恰提.加娜塔依朱炎铭申建李刚中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830047

煤系为煤层气、页岩气、致密砂岩气多层叠置的储层群(青海木里煤田侏罗纪煤系上部还有天然气水合物矿层),海陆过渡相煤系以多层叠置页岩气与煤层气储层为主,陆相煤系以多层叠置煤层气与致密气储层为特色;煤-泥-砂结构系统使煤系内经常... 详细信息

煤系为煤层气、页岩气、致密砂岩气多层叠置的储层群(青海木里煤田侏罗纪煤系上部还有天然气水合物矿层),海陆过渡相煤系以多层叠置页岩气与煤层气储层为主,陆相煤系以多层叠置煤层气与致密气储层为特色;煤-泥-砂结构系统使煤系内经常出现煤层气和页岩气的混合储层。中国煤系中煤层气资源量约为36.8×10^(12) m^3;页岩气、致密气资源量分别约为32×10^(12) m3和20×10^(12) m^3(未包括东北地区)。煤系"三气"单独开发经济效益不明显;煤系"三气"具有地面卸压带抽采和煤矿井下穿层钻孔抽采的便利条件;通过增加悬挂套管和连通管,文中设计了煤系"三气"原位分隔合采工艺技术。

关键词：非常规天然气煤系煤层气页岩气致密砂岩气天然气水合物

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废弃工作面遗留煤层气扰动储层空间划分——以屯兰煤矿12501工作面为例

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煤炭科学技术 2023年第2期51卷 243-255页

作者：杨兆彪王家琛杨彦群秦勇李国富董志勇孟祥昊中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 山西焦煤集团公司技术中心山西太原030024 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048000

废弃矿井扰动空间精确划分是遗留煤层气资源评价和开发利用的重要基础,以山西西山矿区屯兰煤矿2号煤12501工作面为例,采用应力场数值模拟、裂隙场数值模拟和物理相似模拟的方法,综合研究了采动过程中及采空区稳定后的应力场、裂隙场的... 详细信息

废弃矿井扰动空间精确划分是遗留煤层气资源评价和开发利用的重要基础,以山西西山矿区屯兰煤矿2号煤12501工作面为例,采用应力场数值模拟、裂隙场数值模拟和物理相似模拟的方法,综合研究了采动过程中及采空区稳定后的应力场、裂隙场的分布规律。研究结果显示:物理相似模拟与数值模拟吻合度高,综合以上3种方法,最终将12501废弃工作面遗留煤层气扰动储层空间划分为底板裂隙区、重新压实区、导气裂隙区和承压区。底板裂隙区位于煤层中工作面的正下方,整体采动裂隙发育区域呈现出靠近开采煤层为底面的倒梯形台,裂隙场数值模拟结果显示其垂向深度为22.3 m,其深度为开采煤厚的5.58倍。承压区位于工作面四周的未开采煤储层,在工作面倾向的边界起分别向外延伸70 m,在工作面走向的边界起分别向外延伸100 m的位置上,数值模拟结果显示承压区煤储层垂向应力峰值为远大于煤层原始状态的应力数值,但小于垂层煤样的平均抗压强度。导气裂隙区主体位于开采煤层工作面边缘区域,底部为高度约为13.2 m的岩层垮落带,紧邻垮落带上部为高约33.6 m的岩层断裂带,断裂带内竖向裂缝不断扩展贯通离层裂缝。导气裂隙区整体形状为梯形台,其高度为开采煤厚的11.7倍。重新压实区主体分布于开采工作面采空区的中间部分,倾向宽度为110 m,走向长度为1 268 m。此区域主要为弯曲垮落的覆岩构成,整体形状为梯形台,位于导气裂隙区内部。导气裂隙区为遗留煤层气资源的开发有利区。

关键词：废弃工作面遗留煤层气扰动储层空间划分数值模拟相似物理模拟

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