全国煤层气资源动态评价与可利用性分析

鄂尔多斯盆地东缘大宁−吉县区块深部煤层气勘探开发取得突破对煤层气产业带来重大影响,引起业内广泛关注和跟进。前期一些学者对深部煤层气勘探开发理论技术难点与对策开展了研究,但缺乏对典型气田开发先导试验系统总结。通过深入剖析深部煤层气地质特征与效益开发难点,总结大宁−吉县区块开发先导试验项目取得的进展和成效,明确开发规律并提出效益开发对策。结果表明：(1) 深部煤层具有广覆式发育、含气性好、游离气含量高、保存条件好、煤体结构好、脆性指数高、顶底板封盖性强等地质特征,但微构造发育、渗透性极差、矿化度高等因素制约了深部煤层气效益开发;(2) 不同地质条件下气井生产特征差异较大,通过先导试验落实气井产能和适应性开发技术对策,采用滚动开发模式可有效降低煤层强非均质性带来的开发风险;(3) 开展地质−工程一体化井网优化设计,构建井网与缝网高度弥合的人造气藏,可实现资源动用和采收率最大化;(4) “长水平段+多段多簇+大砂量”的大规模、大排量极限体积压裂技术可增大有效改造体积和井控储量,大幅提高单井产量;(5) 深部煤层气井具有“见气时间短、上产速度快、初期产量高、递减快”的生产特征,可实现短期快速规模上产,但气田长期稳产需持续新井投入;(6) 前期开发成本偏高,实现效益开发需不断提高工程作业效率、降低开发成本。综合认为,深部煤层气资源品质好,可动用性强,具备快速推广复制条件,大宁−吉县区块深部煤层气开发实践可为国内其他区块深部煤层气规模动用提供技术借鉴,对加快深部煤层气规模勘探开发具有重要意义。

     

裂隙岩体的多孔介质水力等效性研究

工程岩体中数量众多的裂隙面限制了离散裂隙网络模型在岩体渗流中的应用,迫使人们寻找能够用理论上成熟的等效连续介质模型替代,这就要求进行岩体多孔介质的水力等效性研究。在野外大量实测裂隙的基础上,进行裂隙密度、方位、大小、延续性、开度等几何参数的统计分析,以Enhanced Baecher模型建立离散裂隙网络随机模型,采用Monte-Carlo随机模拟方法进行三维裂隙网络随机模拟。在所生成的一定尺度的三维裂隙网络图基础上,给出计算研究域REV的方法,通过判断REV是否存在,确定能否用等效连续介质模型分析岩体渗流。     

三峡某地区已治理高边坡安全评估工作的启示

通过对三峡某地区已治理高边坡防护工程进行安全评估,发现由于土压力作用、填土不均匀沉降、渗流潜蚀作用等引起部分防护工程出现不同程度的变形破坏。变形破坏产生的根本原因在于防护工程存在设计缺陷、施工质量没有保证及后期疏于维护管理等方面。由于这部分高边坡工程当时属于应急治理,没有统一的技术标准,引起的设计、施工和后期管理方面的问题在三峡库区具有普遍性。经过此次安全评估工作后,应对评估为不同安全等级的防护工程分类采取相应措施。不安全和局部不安全项目要严格按照国家有关标准实施彻底整改;基本安全项目和安全项目要进行定期巡查,以便及时发现隐患。另外,高边坡治理工程后期维护的好坏对于能否充分发挥防护效益至关重要,要改变以往重治理、轻维护的管理模式,切实做好防护工程的后期维护管理,确保防护工程及防护对象的安全。     

供水管网GIS系统下水力计算设计与实现

随着城市化进程的不断加快,供水管网和城市地形都在发生频繁的变化,管网简化模型必须随时更新,保持与现实管网的对应,才能使得水力计算的结果保持准确。将水力计算嵌入给水管网信息系统,可以使水力计算中的大部分输入数据直接从GIS数据库中提取,并借助GIS的数据更新手段保持管网计算模型的现势性,还可以利用GIS的表现能力显示输出...     

海积软土的工程地质研究现状

我国沿海地区,广泛分布着性质极为软弱的近代沉积的欠固结软土。近年来,由于经济发展及对外开放的需要,巨型的工程建筑多修筑于软土地基之上,这样就带地多复杂的工程地质及岩土工程问题,同时也促进了软土和吹填土的开发和利用以及填海造陆工程的不断发展,就目前其研究现状进行了总结和介绍。     

A New Fracability Evaluation Approach for Shale Reservoirs Based on Multivariate Analysis: A Case Study in Zhaotong Shale Gas Demonstration Zone in Sichuan,China

Fracability characterizes the effectiveness of hydraulic fracturing. The existing assessment methods cannot reflect the actual value of the effectiveness due to a lack of comprehensive consideration and neglect of the influences of engineering factors. This study aims to solve this problem by implementing geological static data and production dynamic data in multivariate analysis in Zhaotong shale gas demonstration zone. First, the reservoir quality index (RQI) was introduced to evaluate the exploration potential by integrating the geological parameters with gray relational analysis. Moreover, the differences in fracturing fluid types and proppant sizes were considered, and the operating parameters were normalized on the basis of the equivalence principle. Finally, the general reservoir fracability index (GRFI) was proposed based on a dimensioned processing of the various parameters. A case study was conducted to verify the accuracy and feasibility of this new approach. The results demonstrate that (1) the organic carbon and gas content are adjusted to contribute the most to the calculation of the RQI, while the effective porosity contributes the least; (2) the fracturing scale is the main operating parameter determining the fracability, which has the strongest correlation with the effectiveness of fracking; and (3) the GRFI has a positive correlation with shale gas production, and the lower limit of the GRFI of 2,000 corresponds to a daily production of 50,000 m3/d; this value is defined as the threshold value of a stripper well. The GRFI is consistent with the productivity trend of shale gas wells in the research block, which suggests that the new model is accurate and practical for well candidate selection.     

溶液和温度作用下膨润土防水毯的渗透性能

以颗粒状和粉末状膨润土防水毯(GCLs)为对象,运用GDS (global digital systems)全自动渗透仪开展渗透试验,研究CaCl_2溶液作用下GCLs渗透性能的温度效应,初步探讨其机理。试验表明:当水化液为0.05mol/L的CaCl_2溶液时,两种GCLs渗透系数随温度升高呈现增大趋势;当水化液为去离子水时,颗粒状GCL渗透系数随温度升高而减小,粉末状GCL渗透系数随温度升高而增大。去离子水情况下,膨润土吸附结合水量随温度升高而减小;CaCl_2溶液作用下,吸附结合水量较去离子水情况大幅降低。当CaCl_2溶液浓度一定时,膨润土膨胀指数随温度升高而略有增大;当温度一定时,膨润土膨胀指数随CaCl_2溶液浓度升高而显著减小。以去离子水进行试验时:颗粒状和粉末状GCLs渗透系数随温度的变化主要影响因素为凝胶态蒙脱石数量,其次为流体黏滞系数和吸附结合水量;颗粒状GCLs膨润土孔隙结构越不均匀,凝胶态蒙脱石数量的影响就越显著,导致渗透系数随温度升高而减小、固有渗透率随温度升高显著降低。以CaCl_2溶液进行试验时,两种GCLs渗透系数随温度变化的主要受流体黏滞系数和吸附结合水量的影响,而受凝胶态蒙脱石数量的影响较小。孔隙溶液性质、温度和膨润土类型均对GCLs的防渗性能具有重要影响。     

重力负载对库车褶皱冲断带盐构造的影响

库车褶皱冲断带新生代沉积了库姆格列木群和吉迪克组2套盐岩,发育复杂的盐构造,重力负载对其形成和发育具有重要影响。利用水压头分析方法,分析了重力对库车褶皱冲断带盐构造的影响。重力负载对盐岩流动的影响包括重力扩张和沉积负载2种,重力扩张作用由盐岩受自身重力控制,而沉积负载作用由上覆沉积物重力作用控制。水压头分析表明在盐岩高程大的地方,其沉积负载往往更小。在重力扩张和沉积负载共同作用下,库车褶皱冲断带不会发生由盐岩自身重力而形成的重力扩张,重力负载对库车褶皱冲断带盐岩的影响仅表现为沉积差异负载作用。     

焦坪矿区侏罗纪煤层地面煤层气井压裂液优选实验

压裂液与储层的配伍性是影响水力压裂效果的关键因素之一。为了研究适合焦坪矿区侏罗纪煤层地面煤层气井使用的压裂液配方,通过分析储层特征,提出了相适应的压裂液配方,并借助室内模拟实验对压裂液配方进行优选评价。结果表明：活性水压裂液配方中防膨剂优选1.0%氯化钾防膨效果较好;活性水压裂液配方中助排剂优选0.05%氟炭离子表面活性剂或注入乙醇段塞,再注压裂液这两种助排剂效果较好;对于生物酶破胶压裂液配方建议进一步进行现场试验。     

软煤储层顶板水平井穿层工况下压裂缝扩展模型

为了探索煤层顶板中水平井向目标层穿层压裂的裂缝扩展规律,以华北石炭-二叠纪煤田为例,运用断裂力学、损伤力学以及流体力学等经典理论并结合现场实测资料,开展了压裂缝延伸距离与压裂时间时空演化规律的建模与验证。首先,基于原生裂缝特性、渗透特性以及压裂射孔段附加应力等因素,提出了顶板水平井垂向造缝的起裂压力计算公式;其次,在考虑裂缝性煤岩体损伤效应的基础上,引入Dougill损伤因子,将该计算模型拓展为延伸压力计算模型;最后,基于改进的经典PKN裂缝模型和压裂液滤失理论,建立了连续穿层工况下压裂缝延伸距离与压裂施工时间的函数关系。实践验证表明,根据理论模型合理调配时间参数,可以控制穿层裂缝的延伸距离。