煤矿地质类型划分若干问题研究

针对分析了现行《煤矿地质工作规定》中地质类型划分问题,通过分析煤矿地质类型划分报告和煤矿地质报告的异同点、煤矿瓦斯类型划分指标、及其地质类型划分对煤矿地质、煤矿设计、安全生产的影响,结合《矿井地质规程》等相关现行技术规定及标准,指出《煤矿地质工作规定》中地质类型划分与煤矿(建井、生产)地质报告关系人为复杂化、煤矿地质类型评定在空间和时效性存在矛盾、煤层瓦斯含量作为划分瓦斯类型指标不合理以及煤矿地质条件分类与煤矿生产安全相联系的目的性缺失等突出问题。建议把煤矿地质类型划分报告并入煤矿建井及生产地质报告之中;明确"地质类型划分"以煤矿接续区为评价对象;提出以矿井瓦斯等级为主、瓦斯压力及瓦斯含量为补充作为煤矿瓦斯类型划分指标;并给出了"四类十型"煤矿地质类型划分方案。     

书讯

正《陕西省煤矿瓦斯地质规律研究》是一本全面论述陕西省煤矿瓦斯地质条件及控制因素、瓦斯预测的专著,全书共10章,分别是瓦斯地质条件、煤炭资源分布及开发现状、煤矿瓦斯分布特征、地质构造对瓦斯的控制作用、煤层埋藏条件及其对瓦斯赋存的影响、煤矿瓦斯地质分区、主要矿区瓦斯地质规律、瓦斯资源评价与预测和结论。本书可供油气地质、煤炭开采工程技术人员、煤炭行业管理人员及地质与煤炭、石油天然气类大专院校     

陕西省区域性瓦斯地质分带研究

瓦斯地质规律和瓦斯地质区划研究是煤矿瓦斯宏观管理和瓦斯资源科学利用的基础和依据。根据陕西省"三级"瓦斯地质编图成果,系统分析和研究了陕西省瓦斯地质规律。结果显示:陕西省瓦斯地质条件复杂,多样化特点明显;瓦斯赋存与分布受多种地质因素影响,其中地质构造是主控因素。文章还根据陕西瓦斯地质条件和瓦斯分布与变化特征,在全区划分出榆林单斜低瓦斯带、延安单斜低瓦斯带、黄河断褶高瓦斯带、渭北断隆高瓦斯带和秦巴构造系高瓦斯带等5个区域性瓦斯地质带。这不仅对全省煤矿瓦斯管理与煤层气开发利用具有重要的现实意义,而且对于全国瓦斯地质规律研究和丰富瓦斯地质理论与方法也有一定的理论意义。      

基于瓦斯防治工程的隐伏构造勘查与瓦斯异常区域预测

隐伏构造勘查与瓦斯异常区域预测研究是瓦斯灾害防治工程的基础。根据中国煤矿生产法律规章,开采具有瓦斯灾害危险的煤层前,必须实施瓦斯抽放工程。通常,地质异常区域即是瓦斯灾害危险区,构造应力场和采动应力场的叠加会扰动煤体并加压瓦斯。为精准定位地质异常区,评价其瓦斯致灾潜能,提出了一种基于瓦斯抽采工程进行瓦斯异常区域勘测的研究方法。该方法利用抽采钻孔参数和施工记录,采集钻孔数据并计算煤层顶底板控制点坐标,进而利用二维投影图件及三维应力场模型对隐伏地质构造（如小的断层、褶曲、局部煤厚异常变化等）进行勘查和预测;通过分析小型地质构造周围的附加应力场,并对瓦斯致灾潜能进行动态预测。应用该方法,可以对地质异常区进行精细调查,揭示采煤工作面瓦斯地质演化的一般规律。其研究结果为高瓦斯或突出煤层瓦斯灾害防治措施优化设计及有效实施提供科学依据。     

葛泉煤矿南翼瓦斯地质特征

揭示了葛泉煤矿褶皱构造、断裂构造发育, 且其南翼比北翼更为复杂的地质构造特征; 指出了影响该矿南翼瓦斯涌出异常的主要地质因素是地质构造; 研究了该矿南翼瓦斯地质特征, 并提出了用地质构造特征预测瓦斯涌出异常区的建议和技术措施。这对该矿安全生产有重要意义。      

瓦斯地质讲座 第五讲 瓦斯含量的测定、预测和煤与瓦斯突出的预测、预防

矿井设计时,矿井瓦斯涌出量是必不可少的重要资料,特别是对高瓦斯矿区的新井建设和老井延深,显得尤为重要。它涉及到一系列关键性问题的合理解决,例如开拓系统、通风系统和方式、通风设备、采煤方法、主要巷道断面等等。另外,通过这些资料,可以研究一个地区（或矿井）瓦斯含量的变化规律,进行瓦斯分区,分析瓦斯与地质因素的关系,以指导生产的正常进行,并不断丰富瓦斯地质科学。      

现阶段如何开展两淮地区煤炭资源勘查中煤层瓦斯勘查工作的建议

煤层瓦斯勘查工作是煤炭资源勘查工作的重要组成部分,作好资源勘查工作中的煤层瓦斯勘查工作,既可为煤矿规划和设计提供地质资料,又可为煤层瓦斯如何开发利用提供依据。本文基于《煤、泥炭地质勘查规范》对资源勘查工作中煤层瓦斯勘查、研究的具体要求,同时结合近期国家出台的相关文件要求,针对我省两淮地区煤层瓦斯赋存的总体状况,提出在两淮地区煤炭资源勘查中如何开展煤层瓦斯勘查工作的建议,为现阶段开展上述工作提供了参考依据。     

龙泉山瓦斯赋存控制因素及综合评价方法

为研究龙泉山瓦斯赋存控制要素,降低工程建设风险,结合龙泉山瓦斯事故及地质资料分析,该区瓦斯是来源于须家河组生烃层的天然气,经断层-裂缝运移至背斜或构造高点的侏罗系砂体中,并在浅部以"气包状"聚集。为定量评价瓦斯危害,基于气测录井、气体浓度检测、瓦斯压力测试结果,提出了浅层天然气类瓦斯溢出量计算公式,并建立其涌出量与溢出量的相关关系,结果表明,龙泉山隧道瓦斯气体含量最高达150 000ppm,一氧化碳含量最高为99ppm,瓦斯溢出量为141 141 m~3,瓦斯涌出量为2.69m~3/min,达到了高瓦斯隧道判别标准。研究结果对成都市城市工程建设瓦斯风险防控具有一定的指导意义。     

基于瓦斯抽采钻孔的煤矿瓦斯地质精细勘查

通过实例表明了详细查明地质构造是确保煤层瓦斯抽采均衡、避免瓦斯灾害的重要基础工作。提出了综合利用瓦斯抽采钻孔开展煤矿瓦斯地质精细勘查的主要任务、施工要求,以及采掘工作面前方隐伏断层探测和瓦斯抽采方案。隐伏断层探测方案的可行性得到了煤矿生产实践的验证。研究结果表明,综合利用瓦斯抽采钻孔对煤层顶（底）板实施连续探测,能够及时发现隐伏构造,是提高瓦斯地质勘查精度,防治瓦斯灾害的一种实用、经济和有效的技术途径。      

Bayes逐步判别分析法在煤矿瓦斯分区评价中的应用

瓦斯是影响煤矿安全生产的主要因素，本文探索了依据Bayes逐步判别分析法建立评价预测模型，进行矿区瓦斯地质条件分析评价的一般方法，并结合淮南潘三矿的具体数据资料，进行实际应用研究，通过该区瓦斯地质条件评价指标体系的构建和等性块段的划分，实现了该区瓦斯地质条件的分区评价，为制定煤矿开采方案和进行瓦斯防治提供了重要依据。     

青海祁连山冻土区天然气水合物的气源条件及其指示意义

祁连山木里冻土区天然气水合物的气源条件还不清楚,这直接影响到下一步的勘查方向。文章试图以DK-2天然气水合物钻孔为例,从天然气水合物及其相关气体组成与同位素特征入手,对比分析天然气水合物产出层段的泥岩、油页岩、煤、油气显示等有机地球化学特征,探讨该区天然气水合物的气源条件及其对天然气水合物勘查的指示意义。该区天然气水合物所在层段的泥岩、油页岩、煤的有机质丰度、类型、热演化程度等参数显示,它们不能成为天然气水合物的主要气源岩层;结合天然气水合物及相关气体组成与同位素特征,判断该区天然气水合物的气体来源可能主要为深部石油(原油)伴生气或深部气源岩层的成熟-过成熟气;该区油气显示现象与天然气水合物密切伴生,或可作为天然气水合物的指示标志。     

页岩气开采的相关实验、模型和环境效应

页岩气是一种重要的非常规天然气资源,正在改变世界能源、经济和政治格局。渗透率是评价页岩气藏商业开采可行性的重要参数之一,由于页岩的致密性,页岩气的流动机理不同于常规气藏,因此,页岩储层渗透率测试和页岩气流动模型已成为当前国际研究的热点课题之一。在对页岩气开采技术简单介绍的基础上,综述了页岩储层渗透率测试的试验和理论研究现状,分析了气体吸附对页岩渗透率的影响。阐述了页岩气流动模型的最新进展,分析了双重孔隙模型描述气体迁移的准确性,提出了描述均匀储层中页岩气解吸-扩散-渗流多级运移模型。评述了页岩气开采的温室效应和对地下水的影响,并简单介绍了适合页岩气开采的新技术即无水压裂开采技术,即采用CO2对页岩气藏分段压裂,同时将CO2埋存于废弃井中。最后,对页岩储层渗透率测试和页岩气流动模型研究的新发展以及无水压裂技术进行了展望。     

潍北凹陷孔店组天然气成因类型及分布规律

根据天然气组分以及碳同位素和轻烃特征等资料,运用天然气成因理论并结合天然气成因类型判识图版和成藏条件,探讨了潍北凹陷孔店组天然气成因类型及分布规律。结果表明：潍北凹陷天然气CH4体积分数大,重烃体积分数小,非烃组分极少;南部斜坡带的疃4井天然气属生物气;灶户鼻状构造带南部产出的天然气为混有生物气的油型伴生气;灶户鼻状构造带中部地区属典型的油型伴生气;北部洼陷区的东部和南缘产出的天然气具有煤型气,并有油型气混入;以昌1井为代表的北部深洼陷区是煤型气发育的有利地区。总之,潍北凹陷天然气可以划分为生物气、混有生物气的油型伴生气、典型的油型伴生气、混有油型气的煤型气、典型的煤型气等5种成因类型;孔店组天然气类型多样、分布复杂,这些与该区的烃源岩类型、成熟度等因素有关。     

青海木里三露天冻土区天然气水合物钻孔岩心顶空气组成及指示意义

对青海木里三露天地区DK8-19、DK10-16、DK10-17、DK11-14、DK12-13、DK13-11共6个天然气水合物钻孔岩心顶空气气体组分进行分析测试,并 将获得的各孔岩心顶空气组分含量变化与天然气水合物及其异常层段、油气显示层段、断层或破碎带分布之间的空间关系进行对比分析。结果显示：6个钻孔岩心顶空气中烃类气体高含量区间 均与天然气水合物及其异常层段、油气显示层段具较好的对应关系,其高值区间可作为天然气水合物、油气显示的一种指示;距断层或破碎带产出位置不同的岩心顶空气组分含量变化特征显 示,不同级次的断裂系统为烃类气体向上运移提供通道,部分可为天然气水合物提供赋存空间。研究结果说明顶空气组成对天然气水合物及其异常现象、油气显示现象、烃类气体运移作用有 重要指示意义。     

气测录井在黑富地1井钻探中的应用

黑富地1井作为一口小口径油气地质调查井,文章以该井施工为背景,简要介绍气测录井施工的原理和操作步骤,对气测录井施工过程遇到的问题和解决办法进行阐述,指出本井气测异常的评价原则和按照该原则对黑富地1井钻遇气层的判定情况,并参照气测录井结果和施工过程中的经验,分析在施工过程中影响气测录井数据准确性和录井曲线连续性的主要因素,探索小口径油气地质调查井气测录井操作规范,说明由于小口径钻井特点对油气储量评价带来的影响。     

Deployment and Exploration of a Gas Storage Well PatternBased on the Threshold Radius

To tackle the problem that wells that are deployed in a specific pattern based on the requirements of gas reservoir development are not suitable for gas storage,we have conducted concentrically circular injection and production simulation experiments for gas storage,discovered the existence of a threshold radius,denoted by Rt, and derived the expression for Rt.Based on the analysis and discussion results,we propose a strategy for deploying gas storage wells in specific patterns.The expression for Rt shows that it is affected by factors such as the gas storage gas production/injection time,the upper pressure limit,the lower pressure limit,the bottomhole flow pressure at the ends of injection and production,the and permeability. The analysis and discussion results show that the Rt of a gas storage facility is much smaller than the Rt for gas reservoir development.In the gas storage facilities in China,the Rt for gas production is less than the Rt for the gas injection, and Rt increases with the difference in the operating pressure and with permeability K.Based on the characteristics of Rt,we propose three suggestions for gas storage well pattern deployment:(1)calculate Rt according to the designed functions of the gas storage facility and deploy the well pattern according to Rt;(2) deploy sparser,large-wellbore patterns in high-permeability areas and denser,small-wellbore patterns in high-permeability areas;and (3)achieve the gas injection well pattern by new drilling,and the gas production well pattern through a combination of the gas injection well pattern and old wells.By assessing a gas storage facility with a perfect well pattern after a number of adjustments,we found that the Rt of the 12 wells calculated in this paper is basically close to the corresponding actual radius,which validates our method.The results of this study provide a methodological basis for well pattern deployment in new gas storage construction.     

瓦斯动力学模型的研究

煤层瓦斯动力学是一门主要研究煤（岩）层内瓦斯（煤层气）运移和分布规律的边缘地球科学。笔者运用瓦斯地质的新观点来认识煤（岩）层内瓦斯运移和分布的机理,较系统地阐明了新的煤层瓦斯动力学模型,对新理论在煤矿防治瓦斯中的应用作了重点开拓,并取得了若干新进展。进而以实测煤层瓦斯动力学参数为依据,对国内外5种典型的动力模型进行数值模拟,结果表明:新的煤层瓦斯动力模型比国内外三大模型更逼近实际,为预测的矿井瓦斯变化规律以及开发煤成气资源提供了新的定量分析理论和科学方法。      

煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究

根据瓦斯渗流与煤体变形的基本理论,引入煤体孔隙变形与透气性演化的耦合作用方程,建立了考虑煤层吸附、解吸作用的含瓦斯煤岩固-气耦合作用模型。应用该模型模拟研究了不同压力影响下瓦斯抽放过程中煤层透气性的演化和抽放孔周围瓦斯压力的变化规律,其结果对于深入理解瓦斯抽放作用机制并采取相应的瓦斯预防和控制措施等具有重要的理论和实践意义。     

南海神狐海域水合物三相混合层测井评价方法研究

天然气水合物降压试采过程中,水合物、游离气和水的三相混合层中的游离气首先被采出,从而提高降压效率,促进水合物分解;因此利用岩心刻度测井的方法开展南海神狐海域水合物三相混合层测井评价方法研究,对水合物矿体储量计算以及产业化开采具有重要意义.三相混合层与水合物层相比,其密度和中子孔隙度值均减小,纵波速度明显下降;与气层相比...     

碳同位素动力学模拟及其在天然气评价中的应用

天然气碳同位素动力学模拟是国际油气地球化学界的前沿性研究方向。它和盆地沉积埋藏史、受热史结合起来,对于评价天然气的成因和成藏历史是一种新而且有效的手段,正逐渐为人们所接受。介绍了天然气形成的碳同位素动力学模拟,以及其在评价天然气的成熟度、气源、运移-聚集史和油气比研究等方面应用的新进展,充分展示了其具有良好的应用价值。天然气碳同位素特征不仅受母源、成熟度的影响,而且与运聚条件、沉积盆地增温速率有关。瞬时聚集气与累积聚集气在碳同位素特征存在明显差别。碳同位素分馏动力学模型在不同含油气盆地会存在差异,不仅取决于气源条件,还与运移-聚集史、沉积-构造史有关。中国叠合型盆地天然气藏成因复杂,具有多期、多源的特点,本研究对这类天然气的研究与评价提供了新思路。