碎软突出煤层空气动力造穴工程主控因素

为揭示空气动力造穴技术在碎软突出煤层中造穴效果的主要工程影响因素及其机制,加大该技术在碎软突出煤层瓦斯治理中的应用力度,通过空气动力造穴机理分析认为,影响造穴效果的工程主控因素为注气压力和返排气体排量;同时采用数值模拟、现场实验和公式推算相结合的方法,对注气压力与返排气体排量的影响机制进行了研究。结果认为：距离井壁越近,储层内的气体压力越大、煤储层结构越容易被空气压力“激动”作用破坏,注气压力在安徽淮南谢一矿实验点的碎软煤层中的有效传导半径为7 m,煤层洞穴半径单次扩大量为0.1 m左右,掏出煤体体积在一定范围内与注气压力、返排气体排量呈正相关关系。     

盐穴储气库造腔工艺技术研究

盐穴储气库以其独特的优势在世界范围的石油工业领域中受到越来越多的重视。以一定的形状在盐层内建造一个地下储气溶腔,是一项复杂的系统工程。结合我国在盐层建设储气库的特点,围绕造腔设计的腔体目标和实施工艺,对盐穴储气库造腔工艺技术进行了全面的论述。通过对储气库腔体形成过程的分析,从造腔工艺、腔体控制与检测方法等方面,提出了造腔井型、水循环方式、溶腔步骤、两口距调节方式、形状控制方法、顶板保护工艺、密封检测、腔体稳定性等多项技术,同时推荐了造腔管柱组合方式、注水流量确定方法和保持腔体稳定的措施,对盐穴储气库造腔设计和施工有一定的指导意义。     

煤层气井造穴射流破岩试验研究

通过水射流造穴进行洞穴完井是煤层气井重要的完井方式。为了优选造穴射流工具的喷嘴,提高射流造穴直径和效率,通过制备相似煤岩试样,采用室内试验的方法,进行了连续射流和空化射流的破岩效果试验,并在现场造穴施工中进行了应用。结果表明：自由射流条件下,连续射流在喷距为200 mm时破岩效果最好,空化射流在喷距为300 mm时破岩效果最好。淹没射流条件下,连续射流未能冲蚀煤岩试样;空化射流的冲蚀直径则呈先增加后减小并趋于稳定的状态,在淹没深度为200 mm时冲蚀直径达到最大,冲蚀深度随着淹没深度的增加而增加,在淹没深度为300 mm以后,冲蚀深度趋于稳定缓慢减小。研究结果为造穴射流工具的喷嘴选型及结构优化设计提供了依据。     

贵州省煤层气(瓦斯)开发适用性技术分析

近年来在煤层气勘探开发实践中遇到诸多技术瓶颈,针对其中关键技术适用性开发问题,基于贵州地区煤储层呈薄煤层群赋存且构造复杂的地质背景,结合贵州地区煤层气成功开发、利用案例,提出了适用于贵州复杂地质条件下的煤层气开发及利用技术。贵州地区不同薄煤层群可根据实际间距情况采用光套管合层压裂、可捞式桥塞分段压裂等技术,煤层松软地区要加强防煤粉压裂技术及缝内转向技术的综合利用;松软低透煤层群应优选首采层,采动卸压后瓦斯抽采效果较好,同时加强定向长钻孔\     

煤层气井空气造穴工艺的实践与认识

空气造穴完井是煤层气井所特有的一种行之有效的完井方式,目前在国内外一些地区已经得到有效应用,并取得一定效果,尤其是在美国的圣胡安盆地。但是这种技术也有其局限性,对地质和储层条件要求高,所以在采用该工艺时,不可完全照搬。我国的山西寿阳地区的煤层厚度较大,含气量较高,具有较好的渗透率,且完井深度较浅,使该工艺得以成功实施;而沈北地区虽然煤层较厚,但渗透率低,并受到煤层顶板油页岩物性的影响,空气造穴作业后的返出物体中有大量的顶板油页岩,说明该井的顶板坍塌很严重,这对完井后的排采工作带来极大的隐患和风险,因此,需考虑区内的特殊储层地质条件,对该项技术进行深入的研究,从而提出改进方法。     

空气动力洗井技术在煤层气井中的应用与评价

煤层气地面开发过程中,由于排采不当,支撑剂、煤岩粉沉淀,造成井壁或压裂裂缝堵塞,直接影响煤层气的排采。对于这类煤层气井常需要对其进行清洗和疏通。通过对井筒周围裂缝的力学分析,给出了空气洗井系统参数设计的计算模型,并简要介绍了在煤层气井中的空气动力洗井的设备和工艺,以及对洗井效果参数的选择和计算。利用该技术在ZM-1井组中进行了实际应用,有效地解决了ZM-1井堵塞、产气量低等问题。这一空气动力反循环洗井技术的应用,对探索煤层气井的高产高效开发提供了新的途径。     

盐穴储气库水溶造腔夹层垮塌力学机制研究

盐岩矿床中难溶泥质夹层的存在给地下储库水溶造腔带来了诸多不利影响,如何有效地预测与控制水溶造腔过程中泥质夹层的垮塌成为亟待解决的技术难题。夹层垮塌力学机制研究以该问题为背景,建立了水溶造腔过程中夹层垮塌分析的力学模型,并应用弹性板壳理论进行了求解,根据求解结果对夹层因局部破损及整体失稳引起垮塌的力学机制分别进行了论述,对夹层垮塌的力学机理进行了总结,给出了一种计算夹层极限跨度的方法。研究成果对水溶造腔过程中夹层垮塌的预测与控制有重要指导意义。     

用空气造穴完井数据探讨煤储层压力

煤层气空气动力造穴完井技术在中国正处于探索和试验阶段,洞穴完井工艺可以获得丰富的煤储层数据。通过空气动力造穴完井观测数据,结合实际地质情况,将注气压力时间曲线分为两个阶段：注气压力小于储层压力时满足气体状态方程,注气压力大于储层压力时满足气体渗流方程,说明在注气初期井内压力与注气时间近似为直线关系,利用两直线的交点确定储层压力在理论上是合理的,并结合静态条件估算了储层压力。通过与注入压降试验结果对比,证明了计算结果的可信性。这一方法为综合评价储层条件和制定更合理的采排制度提供了有益的参考。     

河南省煤田地质局开创国内运用空气反循环动力造穴井先河

近日,河南省煤田地质局二队在黑龙江鹤岗地区,首次运用国际最先进的空气反循环动力造穴工艺打出了一口日排量1400余立方米的煤层气生产试验井。该井的成功施工,填补了国内煤层气空气反循环动力造穴完井的空白。中联煤层气公司等业主单位的专家对该项目给予了高度评价,认为“该口井的施工工艺和煤层气排放效果完全可以与美国等先进国家的技术水平相媲美。     

旋挖钻进技术适用性的初步研究

在分析国内外旋挖钻进技术适应性研究现状的基础上,通过大量工程实例以及现场实践,以目前应用最多的正反循环钻进技术作为对比,初步研究了旋挖钻进技术的适用性,包括施工效率、施工质量、适用范围、施工成本等。并对不同情况下两种施工方法的选择以及优化组合提出了建议。     

矿山环境治理模式及其适用性分析

着重探讨了矿山环境治理模式,提出具体治理模式的组合方式、逐一分析各种模式对应的理念、技术组成与应用特征,并引用实际案例讨论治理模式的适用性。     

盐穴能源储库氮气阻溶造腔气垫控制理论研究

盐穴具有良好的稳定性和密闭性,是储存天然气、石油、氢气等的理想场所。传统水溶造腔采用的油垫阻溶存在阻溶效果差、卤水油污重等问题,无法满足绿色矿山建设要求。气垫作为一种替代品备受关注,但因其起步较晚、控制难度大,加之我国复杂的盐层地质条件,阻碍着其推广应用。为此,首先分析了不同造腔阶段气垫控制特点,然后在对气-液界面处压力平衡分析的基础上提出了不同阶段气垫厚度预测及注气量计算方法,结合某井建槽期实例给出了建议气垫厚度及其波动范围,探明了气垫厚度和注气量随造腔推进的变化规律,最后探讨了气垫阻溶应用相关的关键问题。研究结果表明：建槽期及收顶期以气垫厚度控制为主,建腔期及腔体修复阶段则以气-液界面位置控制为主。建议建槽期平均气垫厚度不低于0.3 m,建槽期初期气垫厚度波动迅速,应设置较大的气垫厚度并及时补注氮气,随后气垫厚度波动趋于稳定,补气时间间隔可逐渐拉长。随造腔时间增加,单次补气量越来越大,累计补气量整体呈线性增长。造腔过程中井口气压及气-液界面处气垫压力先增加后线性减小,应实时监测井口气压变化。气垫阻溶与油垫阻溶成本相近但环境效益显著,可重复利用排出氮气及井口注气设施以节约成本。现场应...     

尾矿库浸润线解析解及适用性分析

目前求解尾矿库浸润线大多采用数值模拟和模型试验的方法,尚没有建立起完善的尾矿库浸润线的解析解。鉴于此,建立了尾矿库浸润线的理论模型,采用能量方程和达西渗透定律推导了尾矿库浸润线的微分方程,并建立了上下游边界条件方程。在此基础上,求解了尾矿库浸润线的解析解（由于在解析解的推导过程中引入了杜比假定,该解析解更适应于库底底坡较缓的尾矿库浸润线的预测）,并与数值模拟结果进行了对比分析,验证了解析解的正确性。考虑到尾矿库的复杂性,分析了尾矿砂各向异性、尾矿库地质分层和底坡地形对尾矿库浸润线分布的影响,探讨了所提出的解析解对复杂尾矿库浸润线求解的适应性,通过尾矿库实例验证了文中浸润线解析解的有效性。     

煤层气掏穴井钻探施工技术

通过工程实例，介绍了煤层气掏穴井施工的目的、技术要求、设备机具、施工工艺，以及掏穴作业和技术措施。     

中国陆内造山带造山过程地球动力学分析

本文论证了我国陆内造山带岩石圈结构、造山过程岩石圈浅层变形构造样式、盆山变形构造时空耦合关系、造山过程与沉积盆地变形动力学模式等。提出中国西部造山带造山过程岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过中国造山带造山过程与沉积盆地变形作用时空耦合关系对比研究,首次建立起造山过程与沉积盆地形成时空耦合关系的三类四型动力学模式：单向楔入造山推覆成盆、双向楔入造山推覆成盆、剪切造山反转成盆和伸展造山断陷成盆模式。     

盆山转移与造盆,造山过程分析

盆地系统和造山带系统是大陆岩石圈上的两个主要构造单元,其包括地质历史中曾存在和消失的盆地,大洋,大陆边缘及陆地。因此,盆山转换研究,探索盆转山和山控盆的过程则成为大陆地质的前沿研究领域。沉积地质学通过盆山转换和转换过程的分析研究。并以大陆边缘为主,对盆地分析,露头层序地层学研究,在盆地沉积相的时空配置和演化,大陆边缘转为前陆盆地过程中,分析海－陆环境在时空上的四个转换过程和自演化序列。盆山转换的另     

盆山转换与造盆、造山过程分析

盆地系统和造山带系统是大陆岩石圈上的两个主要构造单元,其包括地质历史中曾存在的和消失的盆地、大洋、大陆边缘及陆地。因此,盆山转换研究、探索盆转山和山控盆的过程则成为大陆地质的前沿研究领域。沉积地质学通过盆山转换和转换过程的分析研究,并以大陆边缘为主,对盆地分析、露头层序地层学研究,在盆地沉积相的时空配置和演化、大陆边缘转为前陆盆地过程中,分析海-陆环境在时空上的四个转换过程和自演化序列。盆山转换的另一关键是层序等时格架的建立。层序的等时性应包括层序界面(单一的和复合的界面)、层序和时间损失量。     

盐穴储油（气）库水溶造腔管柱动力特性初探

针对盐穴储气库单井水溶造腔过程中管柱动力特性开展了初步探讨,认为造腔工程中,管柱在受限空间的自激振动和动力失稳是导致管柱发生严重弯曲或者破损的主要原因。初步分析了无空间约束条件下内外管柱的振动特性,得到了理想条件下管柱临界流速的计算式。计算表明,无约束条件下造腔管柱一般会由于液-固耦联振动而发生动力失稳,而且造腔内管一般会先于造腔外管发生失稳破坏。鉴于问题的重要性和复杂性,还对造腔管柱临界流速全面计算力学模型应考虑的诸因素进行了探讨,初步分析了管道轴力、液体压力、造腔循环方式、管道水平支撑,以及轴向水击和管道横向振动耦合的影响,为进一步结合工程实际开展空间约束条件下造腔管柱动力特性全面分析提出了建议。