含瓦斯煤体振动增透技术试验研究

通过高频振动场影响瓦斯渗流和解吸特性的原理,设计了一种用于对有限体积含瓦斯煤体进行高频振动、促进瓦斯解吸并改变煤体渗透率等渗流特性的瓦斯抽采振动系统.该振动系统以高频振动电机为核心,由激振系统、循环水流降温系统、能量传递系统、吸附解吸测试系统、加压系统、气体供给系统及数据采集系统等多个系统来完成.本文主要介绍振动增透系统的组成部分、技术参数、操作方法、实验过程及实验结果等.实验结果表明,在高频振动场作用下,增大了瓦斯分子由孔隙系统向裂隙系统渗流扩散的通道[1],瓦斯解吸量显著增加,渗透率也明显增大,能够实现对含瓦斯煤体振动增透解吸的目标.瓦斯自由解吸阶段,解吸量与时间曲线的斜率是逐渐降低的,并逐渐趋于一个稳定值.每个振动解析过程中,解吸速率是快速降低的,但在解吸初始阶段存在一个明显的先升高后缓慢降低的过程.     

煤体温度对钻孔瓦斯放散特征的影响

为了研究围岩中不同温度条件下煤层瓦斯抽采时的初始放散特征,使用了自行研制的煤体瓦斯吸附-解吸试验装置,建立了煤体钻孔瓦斯放散物理模型,分别在27.5℃和28℃条件下采用N2进行煤体的吸附试验和钻孔瓦斯放散试验,并在27.5℃条件下对比了CO2和N2放散特征,实验过程对瓦斯压力、总应力和钻孔瓦斯放散速度进行了监测。试验结果表明,瓦斯压力相同条件下,煤体有效应力随温度升高而增大,钻孔瓦斯的放散初始速度与煤体的有效应力呈明显的负相关关系;结果还表明,本试验中煤样对CO2的吸附量约为N2吸附量的5倍,且CO2的放散速度明显大于N2。     

马家坡瓦斯隧道设计等级的判定研究

由于瓦斯在煤（岩）中的含量、压力的存在形式、涌出规律、煤层的赋存条件等很难在勘测设计阶段完全、准确掌握，因此在隧道施工中，若突遇高瓦斯隧道地段而不及时按照瓦斯隧道施工规范施工，爆炸伤亡事故便难以避免。对马家坡隧道ZK140+660~ZK141+100段施工过程中所检测的瓦斯含量数据进行了统计和分析，对掌子面出现煤层的位置取煤样测试了吨煤瓦斯含量，通过间接法测试了瓦斯压力，计算出了瓦斯绝对涌出量，具体参数如下：吨煤瓦斯含量值2.75 m3/t，瓦斯压力值0.18 MPa，瓦斯绝对涌出量2.06 m3/m     

不同粒径胜利褐煤燃烧反应性能和表面形貌研究

本文以胜利褐煤为研究对象,利用热重分析仪(TGA)、低温氮气吸附仪(BET)和扫描电子显微镜(SEM)考察不同粒径胜利褐煤的燃烧反应性能、孔结构和表面形貌,确定了不同粒径胜利褐煤的起燃温度,研究了粒径对胜利褐煤表面形貌的影响规律。结果表明,随粒径减小,煤样的起燃温度降低,燃烧稳定性增加,粒径小于0.425mm时,煤样的燃烧反应性受粒径影响不大。孔结构分析表明,煤样粒径减小,胜利褐煤的比表面积增大,孔容积和平均孔径减小。表面形貌研究表明,粒径对胜利褐煤的显微形貌存在影响,煤颗粒的粒径越小,胜利褐煤的表面形貌组分更容易分离。     

基于瓦斯地质理论的煤与瓦斯突出机理分析

煤矿瓦斯治理是煤矿安全生产的重中之重，煤与瓦斯突出是难点和重点。瓦斯地质理论是将地质学的观点和理论运用于煤与瓦斯突出防治的一个重要方面。瓦斯突出煤体、构造煤等理论概念，对煤与瓦斯突出机理的研究发挥着重要作用，对完善煤与瓦斯突出机理的各种假设奠定了坚实的理论基础。     

离柳矿区某煤矿4号煤层瓦斯地质简介

本文以离柳矿区某煤矿4号煤层为研究对象，利用井田钻孔瓦斯含量及瓦斯压力数据，研究煤层埋藏深度、煤层顶底板透气性、煤层厚度等各种地质因素对井田瓦斯赋存和分布的影响，并根据4号煤层瓦斯基础参数，对煤与瓦斯突出危险性进行分析预测。     

煤与瓦斯突出预测技术研究现状

本文总结了煤与瓦斯突出机理和传统的接触式煤与瓦斯突出预测技术的发展现状;阐述了瓦斯地质理论研究进展情况;对数学物理理论在煤与瓦斯突出预测领域中的应用情况作了系统的描述,对电磁辐射探测技术及以地震波为主的弹性波技术为煤与瓦斯突出预测技术的发展前景作了必要的分析.     

裂隙粗砂岩渗透率的应力与时间效应研究

为了探究爆破增渗对储层改造后裂隙岩体渗透率随应力与时间的演化规律，通过室内试验，研究了应力和时间作用下单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩渗透率演化规律。主要结果如下：在应力和时间影响下，多裂隙粗砂岩的渗透率始终高于单裂隙粗砂岩，但在应力影响下其应力敏感性系数低于单裂隙粗砂岩，并且同一种类型的裂隙粗砂岩渗透率应力敏感性系数存在孔压>围压>轴压这一关系。单裂隙粗砂岩的渗透率随轴压和围压增加而降低，随孔压增加而升高。其渗透率应力敏感性系数随轴压和孔压的增加而增大，随围压的增加而降低；多裂隙粗砂岩的渗透率随轴压和围压增加而降低，随孔压增加先降低后增加。其渗透率应力敏感性系数随轴压的增加而降低，随孔压的增大而增大，随围压的增加先增加后降低。在渗流-时间试验中，单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩的渗透率随时间演化主要呈3个阶段，第1阶段渗透率快速降低，第2阶段缓慢降低，第3阶段趋于稳定。在开始的24 h内，单裂隙粗砂岩的渗透率降低幅度大于多裂隙粗砂岩。之后随着时间的变化，单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩的渗透率逐渐稳定。     

煤与瓦斯突出的预测及防治措施

在总结分析国内外煤与瓦斯突出机理、突出类型、突出条件、突出一般规律和影响因素的基础上,重点比较分析了煤与瓦斯突出预测的各种方法及针对性防治措施,指出神经网络是预测煤与瓦斯突出非线性问题的最有前景的方法。     

古交市原相煤矿防突专项治理对策

本文根据古交市原相煤矿煤与瓦斯突出情况，结合矿井采掘情况，探讨了煤与瓦斯突出矿井的治理对策。实践证明，这种煤与瓦斯突出矿井的治理方法行之有效，对实现煤与瓦斯突出矿井安全生产具有借鉴意义。     

高温高压气藏地层水结垢规律实验研究

针对目前国内外缺乏直接检测高温高压地层水离子含量设备的问题,设计了测试高温、高压条件下实际气藏流体中地层水离子含量及结垢量的静态实验。采用实际气藏流体进行了高温高压PVT 分析及离子含量检测实验,测试不同条件下水中气、气中水含量及地层水离子组成,确定地层流体结垢量,综合研究了高温高压地层水相态变化和离子含量的变化规律及其内在联系。结果表明：随地层压力降低,天然气在水中的溶解度降低,水的蒸发加剧,地层水矿化度升高,结垢趋势增加。一定的低压高温条件下,地层流体中的无机盐结垢且结垢量随压力降低而增加,随温度降低而减小;实际地层流体结垢量比脱气地层水低且结垢量随温度压力的变化趋势更为明显。     

羽状水平井欠平衡钻井环空流动特性研究

羽状水平井欠平衡钻井技术是近几年来国内外煤层气开发中普遍采用的一项减少储层伤害、提高低渗储层煤层气采收率的新技术。针对该技术的技术特征,建立了物理模型和数学模型,结合现场井例分析了井筒环空内各流动特性参数的变化规律。结果表明：井底压力随泥浆排量的增加单调递增,同一泥浆排量条件下,环空注气量越大,井底压力值越低;羽状井自注气点至井口的井筒环空内,水平段由于静液压力占主导,空隙率、混相流体流速增长幅度较小,混相流体密度少许降低,压降损失也较少;竖直井筒环空内空隙率及混相流体流速自井底沿井筒向上初始缓慢增大,当环空压力降低到一定程度后,由于气液滑脱效应,而急剧增大,环空内混相流体密度变化规律与之相反,环空压力自井底沿井筒向上呈线性减小。     

文留异常高压油藏注天然气驱室内实验研究

文88 区块的储层物性为低孔低渗,平均孔隙度为13.9%,平均渗透率为7.4 mD,储层温度为145 ℃,原始地层压力64.98 MPa,压力系数1.7∼1.8,属异常高温高压油藏,衰竭采收率较低,且注水效果差。为了研究该油藏注气提高采收率可行性,在室内进行了注气膨胀和长岩芯驱替实验,得到了注天然气改善原油物性的效果以及不同注气方案下的驱油效率,研究结果表明：注天然气能明显改善原油的物性,对原油的降黏效果和膨胀效果较明显;两种注气方案中,原始地层条件下注气的驱油效率较好,达到82.97%,目前地层条件下注气在一定程度上提高了驱油效率。     

贵州六盘水煤层气勘探开发有利目标区优选

针对贵州六盘水煤层气富集带，从向斜构造、封闭条件、煤层割理、煤的演化和含气量5个方面探讨了该地区煤层气可能富集高产的原因，认为该区大面积的向斜构造为煤层气富集高产提供了基础条件。根据各向斜煤层气赋存特征及资源状况，并考虑煤层气富集高产有利因素和经济地理条件等综合分析，提出最有利区块4个，有利区块4个。重点评述了格目底向斜和盘关向斜重点勘查目标区的最有利区块。     

低渗透气藏应力敏感性及其变形机制研究

低渗透气藏岩性致密、渗流阻力大、压力传导能力差，地层压力的下降会对渗透率造成伤害而影响气井产能。目前，一般通过室内物理模拟实验评价储层应力敏感性。以吉林油田龙深气藏为研究对象，从储层岩石硬度、裂缝分布、粘土矿物含量以及含水饱和度等方面进行了实验研究，结果表明该气藏具有较强的应力敏感性，储层岩石存在较强的泥化现象，粘土矿物含量高是产生应力敏感的主要原因，形成了储层岩石变形的规律性认识。为了降低应力敏感带来的危害，应用了降低粘土矿物膨胀程度的压裂液进行体积压裂，优化了合理的生产压差，新井试气结果理想。研究结果为该类气藏的合理开发提供了有力的技术支撑。     

穿层钻孔周围煤体次生应力变形及瓦斯流动规律的研究

从煤层钻孔周围煤体发生的次生应力和变形出发,建立了受煤体次生应力、瓦斯压力等因素影响的煤体变透气性系数的新数学模型,并以此改进了钻孔周围瓦斯流动的本构方程。通过对白皎煤矿20102试验区穿层钻孔周围瓦斯流场的解算,证明该模型和本构方程与实际相符,同时对常、变透气性也做了对比。     

吐哈盆地台北凹陷侏罗系煤源岩排烃模拟研究

应用排烃门限控油气理论,对吐哈盆地台北凹陷侏罗系煤源岩排烃过程进行了数值模拟。模拟结果表明,研究区煤源岩在埋深500 m左右同时进入排甲烷气、排重烃气门限,并于2 000 m左右进入排液态烃门限。在埋深为3 500m左右达到排烃高峰。现今1 m3源岩排出的甲烷气、重烃气和液态烃量分别为64.72 m 3、3.82 m 3和34.97 kg。煤源岩主要以水溶、扩散、油溶和游离四种相态排运油气,其中油溶相和游离相起决定作用。甲烷气、重烃气和液态烃的排出效率分别为73.5%、66.1%和69.9%。排烃过程可划分为三个阶段:水溶—扩散相初始排气阶段、早期游离相大量排气阶段和中期游离相大量排液态烃阶段,为三阶段多相态排油气地质模式。     

煤层气井产气量控制因素分析

结合沁水盆地东北部和顺区块煤层气井排采经验，分别从地质因素（构造位置、陷落柱、断层等）、工程因素（水力压裂的缝高控制、裂缝半长等）和排采因素（排液速度、套压控制、停电停抽等）三个方面探讨了该区块煤层气井产气量的控制因素。研究发现：该区块煤层气井产气量受构造位置的影响较大，与陡坡带的距离和煤层含气量呈现明显的相关性；区块高构造部位水力压裂易出现压开含水层及井间压窜现象；见气时套压的控制与产气量具有一定规律，套压小于0.5 MPa 开井产气，效果最差，套压0.51.0 MPa 开井产气，效果次之，套压大于1.0 MPa 开井产气，效果最好。     

气中水含量对气藏流体相态与渗流的影响

考虑地层水的蒸发对烃类气藏生产的影响的研究较少，研究认为，从地层到地面过程中，气中水蒸汽含量的变化规律有3个阶段：近井区域的气-水两相平衡阶段；井底附近的未饱和阶段；井筒中某一点到地面的非平衡的“过饱和阶段”，也就是凝析水的产生。同时考虑到由于井底附近压力的降低，地层水的再蒸发，还可能对井底附近的储层造成盐堵，从而降低其渗透率对生产造成影响。当烃类气的组分含量变大时，平衡时其饱和水蒸汽含量相对较大；考虑实际地层中水蒸汽存在时，无论从实验室还是相平衡计算的结果来看，都使凝析气的露点压力有所降低。