湖南省衡南县松柏煤矿斗岭矿区煤层产出特征与规律

通过分析松柏煤矿斗岭矿区的煤层特征及产出规律,得出了矿区煤层主要分布在二叠纪晚世早期龙潭组上段,俗称“龙潭煤系”。煤系含煤3-5层,可采煤层为2、4、5三个煤层,相互以20-25 m的间距产于煤系地层中,层位较稳定,但发育程度不同。4煤发育最好,其次为25、煤层。三可采煤层都属于不稳定型的第一种情况。矿区地质构造复杂,煤层赋存于被一系列逆（掩）断层和正断层所切割的倒转背向斜中。断层对煤层的破坏较为严重。属地质构造复杂类型的第三种情况。为矿山今后的生产和建设指明了方向。     

云南老厂矿区煤层气地质条件

在分析矿区地质条件、煤岩及煤储层特征的基础上,探讨研究区煤层气地质条件.结果表明:老厂矿区龙潭组和长兴组含煤性好,煤层厚度大并且分布稳定,煤质以无烟煤为主,生烃量大,生烃能力强;煤岩组分稳定,镜质组含量高,对甲烷吸附性强;煤层孔隙度较低,渗透率中等;解吸率和储层压力偏高,中等含气性,含气量在6.02 ～ 18.95 m3/t.研究区构造类型和水文地质条件相对简单,围岩封盖及地下水封堵作用强,利于煤层气的富集成藏.综合分析认为,老厂矿区属中型富甲烷煤层气目标区,煤层气成藏地质条件优越,煤层气资源丰富,开采条件优越.     

一种新型绕煤层固井井下装置的研制

针对煤层气井常规套管完井时水泥浆污染煤层的问题,提出一套绕煤层固井技术方案,设计研制一种新型结构的绕煤层固井井下装置;测试整套装置的耐压性,计算水泥浆通过该装置时的局部流体压耗。测试及计算结果表明:该装置可承受28 MPa的管内压力,额外增加的循环压耗约为2.2 MPa,可以满足施工需要;下入套管时,把多组装置连接在套管串上对应煤层的位置,即可实现水泥浆仅封固非煤层段,避免水泥浆和煤层的接触,从而避免水泥浆对煤层的污染,为煤层气井及油气井低压层段提供一种新的完井手段。     

煤层气水平井降压漏斗扩展规律研究

为了揭示煤层气水平井排采降压漏斗扩展规律,采用理论分析和数值模拟方法,分析了煤层气水平井排水形成区域降压及井间干扰的过程,排采三年后产生井间干扰作用,排采五年后平均采收率达到60%.提出了三段式管理井底压力的排采方法,实现水平井降压、提产、稳产,减少卡泵事故和修井作业.研究结果表明:水平井压降幅度与采收率呈正比;三段式管理井底压力的排采方法有利于区域压降扩展,充分释放煤层气井产能.     

煤层气井真三轴压裂实验

 为进一步认识煤层气井压裂裂缝起裂和扩展机制,利用真三轴大尺寸水力压裂实验系统,采用取自矿区原煤煤块制作的试样,通过真三轴压裂实验,研究了不同围压组合条件下煤层压裂裂缝的起裂和扩展特征.研究表明:地应力状态和煤层中发育的天然裂隙对压裂裂缝的起裂和扩展有着直接影响.小规模天然裂隙的存在使得裂缝扩展压力出现频繁小幅波动,压裂裂缝在扩展过程中多见路径转向,压裂过程中煤层天然裂隙的大量开启造成压裂液大量滤失直接损耗压裂时的水力载荷,不利于压裂形成高导流能力的水力裂缝.当三向主应力差较小时,煤层压裂产生的裂缝宏观形态更为复杂,可能会同时产生垂直缝和水平缝.     

煤层气井气体对有杆泵排采的影响

依据气液两相流理论,建立煤层气井气水两相井液进泵运动规律的数学模型,给出适应于煤层气井泵充满度的算法,通过求解井液进泵的数值模型及仿真分析,得到煤层气井不同工况下抽油泵内液面和泵充满度的瞬时动态变化规律,以及泵充满度与冲次、泵入口气液比、泵入口压力等参数间的相互关系。利用余隙容积系数与泵内压强的关系和气体压缩膨胀的多变特性,分析出低沉没度下泵发生气锁的条件并给出预防措施。结果表明:降低冲次、减小余隙容积和泵入口气液比以及增大沉没压力可以有效提高泵的充满度,而且泵入口气液比对泵效的影响尤为显著;考虑抽油泵余隙内自由气体的作用后,随着余隙容积系数的增加,泵的充满度逐渐降低。     

煤层气水平井煤粉产生机理及控制措施

为了揭示煤层气水平井煤粉产生机理,采用理论分析和现场实验的方法,分析了煤层气水平井产出煤粉的质量分数及颗粒粒径变化规律,提出了使用防砂尾管结合油套环空注水稀释煤粉质量分数预防卡泵的措施。研究结果表明:煤层气水平井产出煤粉颗粒粒径呈阶段变化特征,煤粉质量分数超标是导致卡泵停机的主要原因,使用防砂尾管结合井底注水稀释煤粉质量分数措施能有效延长煤层气排采井检泵周期。     

沁水盆地FZ煤层气井网三维数值模拟

在建立山西省沁水盆地FZ煤层气井网煤层气运移产出地质概念模型的基础上,采用Langmuir等温吸附定律,Fick第一定律和多相渗流理论建立了与之相适应的三维数学模型,并根据2000年11月1日至2002年3月16日的气、水排采资料,通过历史拟合计算,校正、识别了模型中的有关重要参数,验证了模型的计算精度,预测了各煤层气井未来20年的气、水产量动态变化特征.     

煤层气多分支水平井井筒压力及入流量分布规律

运用流体力学相关理论,结合质量守恒和动量守恒方程,推导考虑多分支水平井井筒内摩擦压降、加速度压降和混合压降的井筒压降模型,建立煤储层渗流与多分支水平井井筒内变质量流耦合的数学模型,并对其进行求解;在此基础上对煤层气多分支水平井主井筒及分支井筒的井筒压力及入流量分布进行研究。结果表明:开采期间,煤层气多分支水平井主支和分支井筒的压力均随距跟端距离的增大而增大,但主井筒压力增加的幅度越来越小;在开采前期,煤层气多分支水平井主井筒入流量分布曲线呈上凸趋势,在开采后期则呈下凹趋势;各分支井筒入流量在开采前期呈U型分布,在开采后期呈倒U型分布。     

阜新煤田阜新组煤层气地面开发的条件分析

为解决该区影响煤层气地面井的布设及提高产能问题,通过对阜新煤田煤层气地质、富集机理及刘家区煤层气地面钻井开采资料的综合分析研究,提出了该区煤层气井地面开发和高产能主要受控于煤层的埋深、岩浆岩、水文地质条件、围岩性质和构造因素的影响。并据此提出了该区选择地面煤层气井布设的井与方向。该成果对阜新煤田煤层气的开发利用具有一定的参考价值和指导意义。     

多场耦合作用下煤层气的渗流特性与数值模拟

根据实验研究煤样在轴向应力、围压、气压、温度单一因素作用下的渗流规律.利用Ansys12.0数值模拟了单场与多场耦合作用下煤层气的渗流规律,煤体的变形、孔隙压力、渗流场的分布规律.数值模拟得出:单场作用下煤层气在煤体中的渗流规律实验与数值模拟结果基本相同;多场耦合作用下煤的渗透率与平均有效应力曲线呈负指数关系;对试件变形的影响应力场大于渗流场,轴向应力对试件的变形大于围压;围压对渗流场的影响大于轴向应力,轴向应力对孔隙压力的影响大于围压,多场作用下孔隙压力大于单场作用.多场作用下数值模拟的结果与实验研究是一致的,因此研究煤层气的渗流规律必须考虑气-固-热的同时作用.