旗山煤矿井下钻孔塌孔事故处理及效果分析

分析了井下太原组放水孔塌孔事故原因，提出了处理井下钻孔塌孔事故的最佳方案。     

霍尔果斯背斜深井井身结构优化设计

霍尔果斯背斜受山前构造的影响,存在地质情况复杂、倾角大、多套压力体系并存以及泥岩含量高等问题,在钻进过程中复杂事故频发,严重制约了该地区油气勘探开发的进程。通过对完钻井的测井资料、地破实验数据、钻井复杂等资料的分析,确定必封点位置,形成适合霍尔果斯背斜深探井的四开井身结构,并针对安集海河组复杂事故率高的情况,采用高密度油基钻井液抑制泥岩水化,从而实现安全钻进。优化后的井身结构在霍尔果斯背斜深探井H11井进行了应用,首次实现了在安集海河组、紫泥泉子组两套压力系统下进行套打,历时5.5 d钻穿“死亡之海”安集海河组,未出现井漏现象,取得了良好的应用效果。优化后的井身结构在H11井的成功应用,不仅为该地区深探井的井身结构设计提供依据,也为该地区后续常规井的四开转三开井身结构提供了指导。     

淮南煤田上石盒子组中硅质岩的特征及环境分析

淮南煤田上石盒子组中的硅质岩（燧石层）早已发现,但一直没有进行过详细研究。近几年来,豫西一些煤田上石盒子组的燧石层得到了比较深入的研究,燧石层被定名为海绵岩,并指出了它对研究含煤岩系沉积环境的意义。受豫西研究的启发,我们也对淮南煤田各勘探区钻孔所见的硅质岩进行比较系统的采样和岩石薄片鉴定、X射线化学分析及电镜扫描等各方面的研究工作。本文初步总结了本区硅质岩的一些特征并对其形成环境提出一些看法,分述如后。      

煤矿井下远端水平对接钻孔钻进技术应用

为了提高地面煤层气井组抽采效率,通过对煤矿井下远端水平对接钻孔的结构设计、钻孔轨迹控制技术及对接工艺技术等施工技术进行研究,利用泥浆脉冲无线随钻测量复合定向钻进技术和主动磁测距技术来实现钻孔轨迹控制、精准对接贯通。结合保德煤矿生产需要施工完成一个主孔孔深为1 544 m远端水平对接钻孔,该钻孔成功与地面U型井组直井洞穴顺利连通,首次实现煤矿井下水平定向长钻孔与地面直井远端对接连通,平均日产气量超过3 000 m~3。结果表明,主动磁测距技术可以有效的降低定向钻孔轨迹测量累积误差、消除靶点标定误差,实现精确中靶。井下远端水平对接钻孔与地面U型井组直井成功贯通为煤矿区井下和地面井组抽采系统构建了连通通道,降低了煤矿区域瓦斯排采成本,为井下、地面立体式联合抽采模式的应用提供了技术支持。     

松软突出煤层地面U型井钻完井施工工艺研究——以西山煤田东于煤矿MJDH01-H井为例

U型井作为煤层气地面抽采水平井的一种,能够较大面积的揭露储层,增加产气量。以西山煤田东于煤矿地面煤层气抽采U型井MJDH01-H试验为例,研究了松软突出煤层U型井的井身结构设计、钻进工艺参数、钻孔轨迹控制、钻井液、煤层生产套管的加工及下入等施工的关键技术,为松软突出煤层地面U型井套管完井施工提供了技术借鉴。      

ZDY4500LFK全自动钻机开发与应用

为加速推进煤矿智能化建设,满足矿井透明地质保障系统构建需求,提高各类钻孔施工的自动化程度,减少井下工人数量,开发了ZDY4500LFK型全自动钻机,并配套开发了钻机的地面监测和控制系统。提出了该钻机结构设计方案,钻机地面监测和控制系统的组成和方案。并结合钻机在淮河能源西部煤电集团唐家会煤矿透明地质保障系统钻孔施工应用中遇到的问题,提出了杆仓列定位、自动接卸扣等关键技术,提高了钻机的可靠性、自动化程度。工业性试验结果表明:开发的地面监测和控制系统功能性、实时性满足使用要求,采用相关技术后,全自动钻机各系统运行可靠,杆仓列定位精准,主动钻杆丝扣磨损明显减少。研制的ZDY4500LFK型全自动钻机及其配套监测和控制系统减少了井下施工人员的数量,实现了稳定的全自动钻孔作业,为唐家会煤矿透明地质保障系统提供了可靠装备支撑。      

淮南煤田现今地温场特征

在系统分析淮南煤田大量地面钻孔井温测井数据和井下巷道围岩温度测试数据的基础上,结合58块岩石样品的热导率测试结果,全面阐述了该区现今地温梯度和大地热流的分布特征。研究表明,淮南煤田现今地温梯度的众值介于2.50~3.50℃/hm之间,平均地温梯度为2.9℃/hm;大地热流值变化范围为31.87~83.9 m W/m2,平均热流值为63.69 m W/m2,地温梯度和热流值区均高于淮北煤田;大地热流受地温梯度控制明显,其变化特征和地温梯度分布较为相似,整体表现为中东部高,西部其次,东南部最小的特征。分析揭示,区内现今地温场和热流分布主要受区域地质背景和区内构造格局的控制。     

矿井事故垂直救援孔快速钻进技术研究

近些年来,在矿井事故应急救援中,钻探垂直救援井是重要手段之一。当矿井事故发生后,人员被困井下,地面救护人员无法通过井巷进行快速救援的情况下,在被困井下人员生命尚存的“黄金救援”时限内,运用先进的钻探工程技术方法,可安全、快速、精准地打通地面直通井下巷道的钻孔,从而达到维持生命、营救井下被困人员的预期目的。本文根据宁东煤田羊场湾煤矿地质条件,进行矿山钻探垂直应急救援小口径钻孔孔身结构设计、钻井方法选择、钻具结构设计、钻井液设计及钻井参数设计等快速钻井技术研究,旨在为宁夏矿山钻探垂直救援孔提供支持,促进矿山事故救援成功率的提升。     

华北型淮南煤田大构造成因分析及构造控水研究

为了深入分析华北型淮南煤田大构造4期成因及其构造控水作用，利用淮南煤田大构造褶皱断裂形态与华北克拉通地史学、地层学、区域构造进行相互验证对比，并依据构造控水对矿区8对生产矿井影响进行定量化评价。结果表明:淮南煤田大构造为印支、燕山、喜马拉雅运动叠加形成，印支运动Ⅰ期形成淮南煤田近东西向构造线（体），Ⅱ期形成淮南煤田近南北向构造线（体），印支运动后淮南煤田主体构造格局基本成型，Ⅲ期燕山运动、Ⅳ期喜马拉雅运动对淮南煤田大构造格局影响不显著；根据运动时间、形成构造的切割关系，得出Ⅱ期构造切割Ⅰ期构造、近南北方向断层（裂）切割近东西向断层（裂）、Ⅲ期的岩浆岩均穿越Ⅰ、Ⅱ期断层带（组），不存在切割关系，不存在断层（裂）发育到新生代地层；Ⅰ—Ⅳ期构造对各个矿井水害影响程度差异较为显著，其中影响最显著的是顾北矿。淮南煤田为石炭-二叠纪聚煤后全球构造事件参与者、见证者，淮南煤田大构造中蕴含的分期构造特征为研究华北克拉通及周边区域构造最直接的佐证资料。      

一种适于急倾斜含煤地层的钻探工程布置方式——以淮南煤田罗园井田勘探为例

针对淮南煤田急倾斜含煤地层常规勘探手段受限问题, 通过对淮南煤田罗园井田控煤构造及资源赋存状态分析, 结合规范要求, 采用定向造斜钻孔与铅直钻孔相结合的钻探工程布置方式, 先实施铅直钻孔, 再实施定向造斜钻孔。实施效果表明, 既降低了勘探成本, 又提高了勘探工作效率, 技术和经济效益较为明显。      

淮南煤田含煤岩系沉积相类型特征与演化——以新集井田1001钻孔为例

基于淮南煤田新集井田1001钻孔石炭-二叠系太原组、二叠系山西组和下石盒子组岩心观测和样品采集,通过显微镜下鉴定、粒度分析和X射线衍射矿物成分分析,研究淮南煤田含煤岩系沉积相类型特征与演化。结果表明:研究区晚石炭纪早期,海水进退频繁,发育障壁海岸和潮坪沉积体系,泥坪和混合坪微相与局限潮下坪微相共生,总体上发生3次海侵事件,代表陆表海的充填阶段;早二叠世早期,海平面下降,山西组发育三角洲前缘沉积相,远砂坝、河口砂坝、水下分流河道、水下天然堤及分流间湾微相共生,海陆过渡三角洲相在破坏中不断进积;早二叠世末期,下石盒子组发育三角洲平原沉积体系,分流河道、天然堤、泥炭沼泽及分流间洼地微相共生,研究区进入陆相三角洲沉积阶段。      

基于井下放水试验的矿井疏降量预测评价

井下放水试验作为特殊的水文地质试验,克服了地面抽水试验存在的不利条件,有着十分重要的实践和理论意义。为了探查双柳煤矿太原组灰岩含水层的水文地质条件,通过两次井下放水试验取得的相关水文地质参数,控制了太灰含水层的动态流场。基于井下放水试验取得的水文地质条件信息,利用Visual MODFLOW三维数值模拟软件,建立放水试验期间反映模拟区太灰地下水分布、储存及其时空变化规律的参数模型;根据拟定的预测方案,对太灰含水层的疏降涌水量进行预测。通过本次工作,对双柳井田下一阶段进行疏干降压,减少太灰含水层对上组煤（4#煤层）开采的威胁,同时为下组煤（8＋9#煤）开采提供疏降方式和水文地质依据。     

河东煤田杨家湾勘查区洁净煤等级划分

河东煤田杨家湾勘查区钻孔煤层煤质分析显示,太原组煤层以中硫、中灰、中高挥发分、中高发热量的气煤和1/3焦煤为主,山西组煤层主要为特低硫、中高灰、高挥发分、中发热量的气煤。利用工业分析、元素分析及工艺性能数据分析了各指标的变化规律,在此基础上,根据煤炭资源潜力评价洁净煤等级6级划分方案,对本区煤的洁净等级进行了划分:山西组原煤洁净等级为Ⅲ-Ⅳ级,以Ⅳ级为主,属中等-较好洁净煤,太原组原煤洁净等级为Ⅳ级,属于中等洁净煤;山西组和太原组浮煤洁净等级为Ⅱ-Ⅲ级,均属于较好-好洁净煤。     

大同煤田构造控煤特征研究

大同煤田位于山西省北部,主要含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组和侏罗系大同组。依据大同煤田构造发育特点,分析了区域构造对煤田构造格局的控制作用。研究认为,大同煤田主体为一向斜构造,控制了煤系的分布范围。区内控煤构造样式包括压缩构造和伸展构造两大类,前者分布于煤田边界,主要包括逆冲前锋构造、逆冲叠瓦构造、双冲构造、叠瓦扇构造等类型;后者主要分布在煤田内部,以正断层控制的堑垒构造类型为主,构成井田边界或采区边界。     

鄂尔多斯盆地保德地区上古生界沉积相与沉积演化特征

山西组与下石盒子组是鄂尔多斯盆地上古生界主要的勘探目的层系,本溪组和太原组发育的煤层是主要的烃源岩,深入研究上古生界沉积相及沉积演化特征对油气勘探具有一定的指导意义。以保德地区扒楼沟剖面露头实测为基础,通过岩性和岩石组合、沉积相分析,建立了不同沉积体系的沉积序列,并进一步探讨了该区上古生界沉积演化过程。结果表明:保德地区上古生界自下而上发育本溪组、太原组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组,识别出障壁海岸、碳酸盐台地、曲流河和辫状河4种沉积相,并建立8种典型的沉积序列;受区域构造演化控制,本溪组与太原组时期发生大规模海侵,山西组至石千峰组时期海水逐渐退出盆地,研究区晚古生代经历了障壁海岸-碳酸盐台地-河流相的沉积演化过程。     

河北兴隆煤田巨厚煤层的地层归属

限据海水进退规程、植物化石、火山碎屑岩分布及煤层发育等情况进行对比,华北地台北部晚古生代普遍存在的巨厚煤层应归属太原组。     

淮南煤田山西组页岩气富集条件与有利区分析

根据淮南煤田二叠系山西组的泥岩沉积分布特征,结合钻孔资料以及实验数据,总结了山西组页岩气富集的条件。运用GIS手段和多层次模糊综合评判的方法,对山西组页岩气有利勘探区进行分析。研究结果表明:山西组泥岩较厚,有机质丰度较高,有机质类型以Ⅱ₂型为主,孔隙较为发育;与一般的海相以石英为主的泥岩相比,山西组石英含量较少,长石类矿物含量较少,对于页岩气开采压裂较为不利;页岩气有利勘探区可以分为四个类型,其中在东南区域、古店乡-顾桥镇-桂集镇-岳张集镇一带及杨楼乡一带综合评价值较高,均在0.56以上,为优等开发有利区。      

淮南煤田山西组泥页岩微量元素地球化学特征及其意义

泥页岩中微量元素特征对反演泥页岩形成时的沉积和古地理气候条件具有重要意义。采集淮南煤田山西组泥页岩样品,利用ICP-MS对泥页岩中微量元素进行了测试分析,探讨了研究区山西组泥页岩中微量元素的地球化学特征及其意义。结果表明,B、Cr、U、Ga、Li、Sn、Pb、Mo、Th、W等元素富集,Cd、Co、Cu、Ti、Zn、Sc、Ba、Mn、Ni、Sr等元素亏损;揭示淮南煤田山西组形成于温暖湿润和半咸水-高咸水的沉积环境中,沉积体系为开放型,体系内为弱氧化-还原环境,其中以弱还原-还原环境为主,且表现出从早期弱氧化到中后期的还原环境的演化特征;依据U/Th、Ni/Co、Sr/Cu、B/Ga、Sr/Ba、TOC等地球化学参数结果推测,盐度和氧化还原条件受到多种因素的影响,有机质的原始堆积量是影响山西组泥页岩中有机质含量的主要因素,而盐度和氧化还原条件影响有机质中各显微组分含量。研究区温暖湿润的气候和较为还原的环境为有机质的堆积和保存提供了有利条件,为页岩气的成藏提供了物质基础。      

山东济宁煤田(东区)太原组小有孔虫生物地层

通过对山东济宁煤田 (东区 )太原组小有孔虫动物群的系统研究 ,共鉴定出小有孔虫化石 2 8属 15 5种。根据小有孔虫化石在地层中的分布和垂向的变化规律自上而下建立了 3个小有孔虫组合 : .Tetrataxis parviconi-ca- N odosaria longa- Geinitzina spandeli组合 , .Echinonodosaria echinata- Glomospira regularis组合 , .Bradyi-na sphaeroidea- Palaeotextularidae组合。通过与邻区及华北部分地区的对比 ,本区太原组小有孔虫动物群的地质时代应为早二叠世早期 ,本区石炭系 -二叠系界线应置于太原组第十一层灰岩之底     

安徽两淮地区煤层气勘探开发现状及建议

煤层气资源是清洁能源,商业开发利用煤层气具有良好的经济效益和社会效益,安徽两淮地区具有丰富的煤层气资源,最新估算结果表明2000m以浅资源量为5155.47×108m3,其中淮南煤田为3614.07×108m3,淮北煤田(除濉萧矿区)为1541.40×108m3。由于地质条件的限制,目前两淮煤田主要以瓦斯井下抽采为主,采用地面钻井商业开采煤层气暂未取得成功。本文在系统总结分析两淮地区煤层气勘探开发现状的基础上,从产业规划、基础地质研究、开发技术攻关以及政策扶持等方面,对安徽省煤层气产业发展提出建议和对策。