检索结果-内蒙古大学图书馆

大庆石油地质与开发 2025年第2期44卷 147-155页

作者：李延河倪小明王保玉赵锦程平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467099 中国平煤神马集团有限责任公司河南平顶山467099 河南理工大学煤系气资源高效开发利用研究院河南焦作454003 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 河南理工大学资源环境学院河南焦作454003

近年的勘探开发实践已经证实平顶山矿区煤系气资源潜力巨大,但煤系气富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了平顶山矿区煤系气勘探开发的快速推进。以平顶山东部矿区为例,从煤系气赋存地质条件、煤储层物性特征出发,剖析煤系气富集特... 详细信息

近年的勘探开发实践已经证实平顶山矿区煤系气资源潜力巨大,但煤系气富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了平顶山矿区煤系气勘探开发的快速推进。以平顶山东部矿区为例,从煤系气赋存地质条件、煤储层物性特征出发,剖析煤系气富集特征,提出有利层段优选模型。结果表明:二1煤层和四2煤层的平均实测含气量分别为12.36和9.77 m^(3)/t,平均含气量梯度分别为2.56和1.60 m^(3)/(t·hm);二煤段、三煤段和四煤段的平均实测全烃值分别为0.39%、1.04%和0.85%,含煤岩系的含气量随全烃值的增加呈线性增大;平顶山东部矿区的煤系气总资源量为214.20×10^(8) m^(3),资源丰度为2.15×10^(8) m^(3)/km^(2);在区域分布上,首山一矿煤系气的总资源量最高,平煤八矿和十三矿中等,平煤十矿较低;垂向上,二煤段煤系气总资源量最高,四煤段次之,三煤段最小;研究区的有利指数为0.005~0.475,平均为0.172,煤系气开发有利层段3个,较有利层段5个,不利层段4个;区域上的优先开发顺序依次为首山一矿、平煤十矿、平煤十三矿和平煤八矿,垂向上的优先开发层段依次为二煤段、四煤段和三煤段。研究成果可为平顶山东部矿区煤系气有利开发层段的优选提供地质依据。

关键词：煤系气含气量资源量有利层段平顶山矿区

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沁水盆地武乡南煤层气赋存主控地质因素及富集区预测

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煤炭学报 2021年第12期46卷 3974-3987页

作者：宋慧波安红亮刘顺喜于振锋金毅王保玉王长征河南理工大学资源环境学院河南焦作454000 煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048200 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学煤系气资源高效开发利用研究院河南焦作454000

通过对沁水盆地武乡南区块石炭—二叠系太原组15号煤和山西组3号煤的沉积环境、地质构造以及含气性和煤层赋存特征开展研究,探讨了煤层气富集主控地质因素,并采用模糊数学评价和层次分析法,综合评价了研究区煤层气的有利富集区。结果表... 详细信息

通过对沁水盆地武乡南区块石炭—二叠系太原组15号煤和山西组3号煤的沉积环境、地质构造以及含气性和煤层赋存特征开展研究,探讨了煤层气富集主控地质因素,并采用模糊数学评价和层次分析法,综合评价了研究区煤层气的有利富集区。结果表明:研究区太原组潮坪灰岩-砂泥岩相、山西组三角洲分流间湾泥岩-粉砂岩相和泥炭沼泽-黑色泥岩相为煤层主要形成环境,其中潮坪和三角洲分流间湾中泥炭沼泽区为煤层发育的最佳地带;两层煤赋存形态一致,均为走向北北东向、倾向向西的单斜构造,埋深自东向西逐渐加深;煤层厚度太原组15号煤由西南向东北逐渐变厚,山西组3号煤则整体从北向南逐渐变厚。煤层含气量主要受控于煤层厚度、埋深、顶板岩性特征以及地质构造。含气量与煤层厚度、埋深呈正相关性;砂质泥岩、泥岩封盖性能好,有利于煤层气的赋存;构造因素中封闭性较差的正断层导致煤层气的逸散,逆断层则相反,往往具有较好的封闭性。因此,研究区煤层气富集区为构造简单或逆断层发育、煤层厚度大,埋深大以及顶底板岩性为厚层砂质泥岩和泥岩区域,同时多层次模糊数学综合评价表明,研究区煤层气富集区15号煤、3号煤分别位于勘探井W26-W31-W41和W1-W20-W2一带。

关键词：武乡南区块煤层气富集区预测模糊评价层次分析法沁水盆地

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巨厚砾岩顶板地面井酸化压裂卸压减冲技术研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：吕闰生李杰朱林王存文全星苑倪小明王保玉张世林河南理工大学资源环境学院河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心山东能源集团有限公司河南理工大学煤系气资源高效开发利用研究院

采煤工作面上覆巨厚坚硬顶板未能及时跨落和破断而形成悬空结构，具有难破断、易聚集弹性能、破断易冲击特点，极易应力集中而诱发冲击风险，严重危害工作面安全生产。以常村煤矿MZ21010工作面为工程背景，采用理论分析、实验测试、数... 详细信息

采煤工作面上覆巨厚坚硬顶板未能及时跨落和破断而形成悬空结构，具有难破断、易聚集弹性能、破断易冲击特点，极易应力集中而诱发冲击风险，严重危害工作面安全生产。以常村煤矿MZ21010工作面为工程背景，采用理论分析、实验测试、数值模拟及工程试验等手段，开展地面井酸化压裂卸压减灾技术研究。结果表明：顶板砾岩和砂砾岩砾石成分主要为石灰岩、石英岩及石英砂岩，钙质胶结；采用15%稀盐酸酸化30分钟后，抗压和抗拉强度分别下降56%～64%和46%～64%，具备地面井酸化压裂卸压基础；结合顶板钻孔数据和理论计算，确定了0m～487.45m处的巨厚砾岩层和578.95m～624.9m处的砂砾岩层分别为高位和低位关键层；低位关键层采用酸化液+大液量(12m3/min)组合压裂可有效延伸酸液渗流距离，压裂缝长380m，缝宽65～80m，缝高19m；高位关键层采用酸化液+大液量(10m3/min)+大砂比（16%）+梯度加砂震荡的压裂工艺，压裂缝长275m，缝宽40～47m，缝高24m；频率谐振监测显示压裂层位均出现明显的纵横向破断区，酸压点波阻抗降低，工作面液压支架平均压力下降21.99%，说明MZ21010工作面顶板卸压效果明显。

关键词：冲击地压巨厚砾岩层坚硬顶板酸化压裂频率谐振地面微震

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河南平顶山矿区含煤地层沉积环境及其对煤系气成藏的控制

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古地理学报 2024年第6期26卷 1420-1434页

作者：李延河王保玉刘顺喜倪小明王娟胡斌平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 中国平煤神马集团有限责任公司河南平顶山467000 河南理工大学煤系气资源高效开发利用研究院河南焦作454000 河南理工大学资源环境学院河南焦作454000

近几年来,河南省平顶山矿区煤系气勘探开发取得了新突破,采动井、采空井和预抽井的单井日抽采量分别达到40500 m^(3)、20000 m^(3)和4500 m^(3)。为了查明煤系气生成与赋存的沉积背景,本次工作采用地层学与沉积学的研究方法,开展了精细... 详细信息

近几年来,河南省平顶山矿区煤系气勘探开发取得了新突破,采动井、采空井和预抽井的单井日抽采量分别达到40500 m^(3)、20000 m^(3)和4500 m^(3)。为了查明煤系气生成与赋存的沉积背景,本次工作采用地层学与沉积学的研究方法,开展了精细的地层、沉积特征和沉积序列以及气测录井资料分析,从而揭示出本区主要含煤地层山西组和下石盒子组中煤系气(煤层气、页岩气和致密砂岩气)生成与赋存的沉积环境,也就是潮坪上的泥炭沼泽(泥炭坪)、三角洲分流间湾沼泽和分流河道沉积环境控制了煤系气的成藏。基于地层沉积特征在垂向上的变化规律,划分出9种不同沉积环境的沉积序列类型,并在综合分析的基础上,提出了平顶山矿区山西组—下石盒子组煤系气赋存的沉积环境模式。研究还表明,区内煤系气含量变化及区域分布特征不仅与滨岸潮坪沼泽、三角洲分流河道砂体和分流间湾沼泽的时空变化密切相关,而且还与储集层厚度变化相关。该成果可为今后平顶山地区煤系气勘探开发井的设计、部署与施工提供科学依据。同时,对华北地区相同含煤地层的煤系气开发也具有重要借鉴意义。

关键词：煤系气开发地质勘探含煤地层山西组下石盒子组平顶山矿区

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常村井田煤层气井排采储层类型划分及意义

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煤矿安全 2023年第3期54卷 73-78页

作者：杜丰丰倪小明冯绪兴王韶伟郝少伟河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学煤系气资源高效开发利用研究院河南焦作454000 山西潞安金源煤层气开发有限责任公司山西长治046200

准确划分煤层气井的排采储层类型能为排采过程压力传播研究奠定基础。以常村井田的3#煤层为研究对象,分析并选取了排采过程中影响煤储层的导流能力强弱和围岩的补给能力大小的主要参数,提出了获取这些参数的方法,确定了临界值;根据这些... 详细信息

准确划分煤层气井的排采储层类型能为排采过程压力传播研究奠定基础。以常村井田的3#煤层为研究对象,分析并选取了排采过程中影响煤储层的导流能力强弱和围岩的补给能力大小的主要参数,提出了获取这些参数的方法,确定了临界值;根据这些参数将研究区划分为4种排采储层类型,通过现场煤层气井的产水、产气情况验证了理论的可靠性,并讨论了排采储层类型划分的意义。结果表明:研究区可划分为高导流弱补给储层、高导流强补给储层、低导流弱补给储层和低导流强补给储层;高导流弱补给储层最有利于降低煤储层压力,表现出产水量小、见套压时间短的特点;低导流强补给储层表现出产水量大、见套压时间长的特点。

关键词：煤层气井排采储层类型压力传播常村井田

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基于上覆岩层应力场和裂缝场演化的采动井套管破断特征及防控对策

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 221-231页

作者：李延河倪小明王保玉谭学斌平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 中国平煤神马控股集团有限公司河南平顶山467000 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学煤系气资源高效开发研究院河南焦作454000

准确确定出煤矿采动井套管破断特征并提出相应的防控对策,能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象,采用理论计算与数值模拟软件模拟方法,确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律,分析了上覆岩层高... 详细信息

准确确定出煤矿采动井套管破断特征并提出相应的防控对策,能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象,采用理论计算与数值模拟软件模拟方法,确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律,分析了上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的相关性,拟合出上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的关系式;根据研究区采动井的实际开发经验,确定出最佳布井区域下的套管主要破断类型,结合常用套管力学参数,得出“两场”演化下的套管破断位置及长度等特征;对常用的采动井局部防护技术进行总结,并提出对应的防控对策。结果表明:工作面推进过程中,上覆岩层应力呈现出“波动-线性降低”的变化规律,位移呈现出“几乎未发生变化-类双曲线型”的变化规律。最佳布井区域下的采动井套管主要以拉伸缩径和剪切破断为主,选择施加套管加强件对采动井套管进行加固。研究区地面采动井三开段采用N80套管时,需在煤层上部46 m亚关键层处、54 m软硬互层处分别加设抗拉伸套管加强件和抗剪切加强件;采用P110套管时,需在煤层上部46 m亚关键层处加设抗拉伸加强件。建议研究区地面采动井三开段均采用P110套管,增加采动井的井筒稳定性。该研究成果为平顶山矿区及相似条件下采动井预防套管破断提供了理论指导。

关键词：采动井套管破断防控对策加强件上覆岩层组合

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煤矿采动井预防套管破断的加强件位置及长度的确定——以平顶山矿区为例

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煤炭科学技术 2024年

作者：李延河倪小明王保玉谭学斌平顶山天安煤业股份有限公司中国平煤神马控股集团有限公司河南理工大学能源科学与工程学院河南理工大学煤系气资源高效开发研究院

准确确定出煤矿采动井预防套管破断的加强件的位置及长度能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象，采用理论计算与数值模拟软件模拟方法，确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律，分析了上覆岩层... 详细信息

准确确定出煤矿采动井预防套管破断的加强件的位置及长度能为井筒长期稳定提供重要保障。以平顶山矿区的二1煤层及上覆岩层为研究对象，采用理论计算与数值模拟软件模拟方法，确定出上覆岩层离层段应力和位移分布规律，分析了上覆岩层高度、距工作面水平距离与应力、位移的相关性，拟合出相应函数；根据研究区采动井的实际开发经验，确定出最佳布井区域下的套管主要破断类型，结合常用套管力学参数，得出预防套管破断的加强件位置及长度。结果表明：工作面推进过程中，上覆岩层应力呈现出“波动-线性降低”的变化规律，位移呈现出“几乎未发生变化-类双曲线型”的变化规律。最佳布井区域下的采动井套管主要以拉伸缩径和剪切破断为主。研究区地面采动井三开段采用N80套管时，需在煤层上部46m亚关键层处、54m软硬互层处分别加设抗拉伸套管加强件和抗剪切加强件；采用P110套管时，需在煤层上部46m亚关键层处加设抗拉伸加强件。建议研究区地面采动井三开段均采用P110套管，增加采动井的井筒稳定性。该研究成果为平顶山矿区及相似条件下使用加强件加固优化采动井套管提供了理论指导。

关键词：套管变形采动井加强件上覆岩层组合

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首山一矿采空区地面高效抽采煤系气井优化设计

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煤炭技术 2023年第10期42卷 27-30页

作者：李延河倪小明王保玉赵锦程平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 河南理工大学煤系气资源高效开发利用研究院河南焦作454000 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学资源环境学院河南焦作454000

以平顶山矿区的首山一矿为研究对象,采用地层综合柱状、采动三带分布特征、气测录井和“O”形圈理论相结合的方法,对采空区地面抽采井的井位、层位、井身结构、抽采工艺等进行了优化设计,并对其抽采效果进行了评价。结果表明:由“三开... 详细信息

以平顶山矿区的首山一矿为研究对象,采用地层综合柱状、采动三带分布特征、气测录井和“O”形圈理论相结合的方法,对采空区地面抽采井的井位、层位、井身结构、抽采工艺等进行了优化设计,并对其抽采效果进行了评价。结果表明:由“三开结构”代替传统的“二开结构”,有效防止了含水层水向钻井中的漏渗,保证了产气通道的畅通性;延长了“三开筛管层段”,实现了煤系“多气源”的高效抽采;加大抽采管径并实施分级负压抽采,减小了抽采管路摩阻,提高了抽采效率。截至2022年11月底,气井平均日抽采量、甲烷浓度和累计抽采量分别为7 210 m^(3)/d、69.55%和375万m^(3),日产气量持续保持稳定。优化的首山一矿采空区高效抽采煤系气井关键环节,为类似地质条件矿井采空区地面抽采提供了借鉴和指导。

关键词：采空区地面抽采三开井身结构抽采管路平顶山矿区

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基于神经网络的煤矿采动区地面直井产能预测

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煤炭技术 2023年第11期42卷 81-86页

作者：李延河王保玉吕闰生倪小明张昆郭恒宜平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 中国平煤神马集团有限责任公司河南平顶山467000 河南理工大学煤系气资源高效开发利用研究院河南焦作454000 河南理工大学资源环境学院河南焦作454000

基于平顶山首山一矿煤系地质条件、采动区上“三带”发育规律和1口地面采动试验井排采数据,通过理论分析选取埋深、煤厚、渗透率、井口负压、管道压力和瓦斯浓度为地质控制参数,建立了采动直井多参数BP神经网络煤系气产能预测模型。结... 详细信息

基于平顶山首山一矿煤系地质条件、采动区上“三带”发育规律和1口地面采动试验井排采数据,通过理论分析选取埋深、煤厚、渗透率、井口负压、管道压力和瓦斯浓度为地质控制参数,建立了采动直井多参数BP神经网络煤系气产能预测模型。结果表明:随着采煤工作面的推进,日产气量随排采时间呈逐渐递减趋势;不同排采阶段产气量变化较大,整体上产气规律划分为3个阶段分区:Ⅰ产气高值阶段,Ⅱ产气峰值阶段,Ⅲ产气衰减阶段。当BP神经网络隐含层神经元个数为10、30和50时,训练集、验证集和测试集数据拟合度达到90%左右,模型预测结果显示实际日产气量和预测日产气量相对误差较低,分别为3.01%、5.22%和3.35%,实际累计产气量和预测累计产气量数据相关性为0.9991、0.9997和0.9998。

关键词：采动区煤系气神经网络产能预测

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生物产氢余煤再产甲烷的有利因素研究

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煤田地质与勘探 2024年第3期52卷 56-63页

作者：夏大平廖佳佳陈振宏陈曦郭红玉黄丹煤与煤系气地质山西省重点实验室山西太原030001 河南理工大学资源环境学院河南焦作454003 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003 中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 黄河水利职业技术学院河南开封475004

厘定生物产氢后的余煤再产甲烷的有利因素,对于提高煤联产第二阶段甲烷产气效率具有重要的理论和实际意义。以内蒙古白音华露天矿煤为发酵底物,改变通气条件和水力停留时间(HRT),讨论不同条件下厌氧发酵产氢余煤再产甲烷量和煤结构的动... 详细信息

厘定生物产氢后的余煤再产甲烷的有利因素,对于提高煤联产第二阶段甲烷产气效率具有重要的理论和实际意义。以内蒙古白音华露天矿煤为发酵底物,改变通气条件和水力停留时间(HRT),讨论不同条件下厌氧发酵产氢余煤再产甲烷量和煤结构的动态变化趋势。结果表明:(1)对比其他气氛条件,CO_(2)组产甲烷效果最好,单位气体生成量为4.72 mL/g,而HRT增加使产气效果逐渐降低。(2)氢化酶活性与产气量的变化规律具有一致性,反应结束后菌液化学需氧量值(COD)均偏低,认为CO_(2)可促进菌体酶活性增强,使CO_(2)甲烷化过程更明显,而较长的HRT不利于微生物菌群存活,建议在后期的工程实践中,设置较短的HRT工艺条件。(3)对厌氧发酵后的余煤进行XRD和FTIR监测,发现通CO_(2)后煤的芳香碳层间距最大,煤中一些活性官能团如羧基、羟基等均有所减少,HRT为3 d条件下微晶结构和官能团变化较显著,而随着HRT时间延长,煤结构变化愈加不明显。(4)通入CO_(2)不仅能提高产气率,还可以改变煤大分子结构和孔隙结构,达到煤层自身的增透、增扩、增渗和增解的目的,实现CO_(2)地质封存和煤层气生物工程的融合。

关键词：褐煤联产转换条件水力停留时间甲烷产量白音华露天煤矿

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