鄂尔多斯盆地延川南区块深部地应力状态及其对煤层气开发效果的影响          下载免费PDF全文

赵景辉  高玉巧  陈贞龙  郭涛  高小康 《中国地质》2021,48(3):785-793

延川南区块煤储层埋深在700～1500 m,多数深于900 m。基于该区块压裂施工压降数据,计算最大、最小水平主应力和垂向应力,划分储层地应力类型,分析了地应力及其类型对渗透率和压裂效果的影响。结果表明,研究区整体处于拉张状态,最大、最小水平主应力和垂向应力与埋深呈正相关线性关系。地应力类型以Ⅰa类为主,Ⅲ类其次,Ⅱ类最少。Ⅰa类地应力储层以垂直裂缝为主,裂缝指数最低,但应力敏感性弱,应力敏感性系数仅为0.479,且压裂缝半长最短,产气量最低,产水量最高。Ⅱ类地应力储层主次裂缝宽分别为16μm和11μm,宽度最大,但储层应力敏感性最强。压裂以水平裂缝为主,裂缝指数最高,且压裂缝最长,改造效果最好,产气量最高。Ⅲ类地应力储层裂缝复杂,渗透性和应力敏感性居中,压裂缝长居中,但产量相对较低,不能实现效益开发。  相似文献   

大倾角煤层时深转换精度分析及改进方法     

王惠风  符超  李果  陈同俊 《煤田地质与勘探》2022,50(10):145-150

平均速度法是煤田地震勘探中应用最广泛的时深转换方法,但对于大倾角煤层来说,其平均速度横向变化快,插值精度差异大,无法有效保障煤矿智能化开采。通过分析大倾角倾斜煤层模型和实际三维采区,讨论多种平均速度插值方法的精度,并提出相应改进方法。正演模型计算结果表明,克里金法和多项式法直接插值时,生成的煤层底板高程精度受插值点位置影响巨大,无法达到大倾角煤层时深转换精度要求。为此,以叠加速度计算的平均速度为参考,综合多项式、克里金和支持向量机等方法,提出适合大倾角煤层时深转换的改进插值方法。将相关方法应用到二维模型数据和三维实例采区,发现改进方法插值生成的平均速度精度明显提高,插值误差远小于行业标准要求,适合大范围推广应用。   相似文献   

井下?550 mm超大直径煤层孔钻进技术装备及工程应用     

孙永新 《煤田地质与勘探》2022,50(2):163-168

为提高“U”型通风工作面采空区瓦斯治理效率、降低瓦斯治理成本,提出采用?550 mm 超大直径钻孔替代横川埋管的技术方案进行采空区瓦斯抽采。针对井下超大直径钻孔技术特点及施工中存在的技术难题,研制了一款最大扭矩 15 000 N·m、最大给进力 700 kN、最大行程 1.3 m 的ZDY15000LP 型煤矿用超大直径螺旋钻进钻机,采用主机和泵站分体式布局,并创新设计了主机、泵站、机械臂、动力头等关键零部件;配套开发了?426 mm 大螺旋钻杆和?550 mm 大直径扩孔钻头,开发了基于“先导孔+二次扩孔”的超大直径钻孔成孔工艺,形成了成套的超大直径钻孔施工技术装备。在山西天地煤业有限公司王坡煤矿 3307 工作面进行了工业性试验,共施工大直径瓦斯抽采钻孔17 个,累计进尺 583 m,施工周期 30 d,综合施工效率提高 20%。试验结果表明:钻机输出扭矩大,整体稳定性好,能够实现跨皮带施工以及快速移位等功能,配套钻具性能可靠,钻进工艺可操作性强,能够满足超大直径煤层成孔需求。研究成果为超大直径煤层钻孔施工提供了技术装备支撑,为地质条和开采条件类似矿井瓦斯治理提供了技术经验。   相似文献   

煤矿井下硬煤层顺层长钻孔分段压裂强化瓦斯抽采技术及应用     

王晨阳  李树刚  张永涛  郭毅  孙四清  陈冬冬  窦成义 《煤田地质与勘探》2022,50(8):72-81

针对硬煤层瓦斯抽采衰减快,抽采周期长、效率低等问题,提出了中硬煤层顺层长钻孔分段压裂增加煤层透气性瓦斯强化抽采技术。以陕西彬长矿区4号煤层为研究对象,在实验室采用SEM高分辨率电子显微镜对比分析了水力压裂前后煤体微观孔隙结构变化特征;利用Abaqus软件模拟了封隔器受力特征及钻孔的稳定性;在彬长矿区大佛寺煤矿井下4号煤层进行水力压裂工业性试验。结果表明:煤层在加载压力15 MPa,保压48 h,煤体的孔隙、裂隙数量增多,孔径尺寸增大,且连通性增强,裂隙间的连通性明显提升。压裂过程中,封隔器同时受到内压和外压载荷产生膨胀变形,内压15 MPa、外压10 MPa时,可保持硬煤钻孔结构完整同时,产生最大的封隔摩擦力。工程试验完成3个顺煤层定向长钻孔分段压裂施工,孔深540~568 m,每孔分8 段压裂,单孔注液量910~1 154 m3,累计注液量3 011 m3;压裂后,利用孔内瞬变电磁测试确定压裂影响半径34~46 m。压裂钻孔平均瓦斯抽采纯量0.72~1.73 m3/min,平均抽采瓦斯体积分数42.60%~67.48%;对比试验区常规钻孔,瓦斯抽采体积分数提高1.20~2.49 倍,百米钻孔瓦斯抽采纯量是3.93~10.03 倍,实现了试验区域瓦斯超前增透和预抽,该工艺技术为类似地质条件大区域瓦斯超前治理提供技术借鉴。   相似文献   

高阶煤煤层气井稳产时间预测方法及应用     

胡秋嘉  贾慧敏  张聪  樊彬  毛崇昊  张庆 《煤田地质与勘探》2022,50(9):137-144

煤层气井稳产时间预测对煤层气井合理稳产气量预测与排采制度优化具有重要意义。基于沁水盆地南部樊庄?郑庄区块不同井型的大量生产数据,明确煤层气井稳产阶段及稳产时间的基本概念,提出稳产时间预测经验公式并分析其影响因素。结果表明,煤层气井依靠持续降低井底流压保持稳产,稳产时间为开始稳产时刻的井底流压降至集气管线压力所用的时间。提出能够有效表征直井、L型筛管水平井、L型套管压裂水平井稳产阶段累积稳产时间与井底流压关系的经验公式,基于经验公式得到的最终稳产时间计算公式能够准确预测各井型的稳产时间,误差仅为?8.30%~8.03%。稳产时间的影响因素较多,第一,稳产流压损耗系数越大稳产时间越短,稳产流压损耗系数与解吸压力成反比,与提产流压损耗系数成正比,提产流压损耗系数控制在0.006 5 d?1以下利于长期稳产;第二,开始稳产时刻,井底流压越高、稳产时间越长,应该高压提产、高压稳产;第三,对不同的煤层气井,稳产气量高,稳产时间不一定短,需确定合理的稳产气量。提出的稳产时间计算方法可实现不同稳产气量下稳产段累积产气量的预测,进而可确定合理的稳产气量。   相似文献   

瓦斯压力影响下煤岩力学性质与冲击能量指数演化规律及机制     

丁鑫  肖晓春  潘一山 《煤田地质与勘探》2022,50(7):98-106

深部煤层冲击地压诱发瓦斯涌出、突出事故频繁发生,对井下安全生产带来了巨大威胁,厘清瓦斯对煤岩力学性质、冲击倾向性演化规律是建立有效防治手段的基础。运用物理试验方法,基于自主研发的可视化煤岩流?固耦合试验系统,研究瓦斯压力影响的煤岩吸附、力学性质及碎块分布规律,分析瓦斯影响的煤岩冲击能指数演化特征与机制。结果表明:具有强冲击倾向性煤岩的瓦斯等温吸附曲线符合Langmuir模型,随瓦斯压力升高,煤岩软化特性越发明显,弹性模量、软化模量均呈阶段性降低,瓦斯对二者在煤岩峰值前后具有不同的影响效果且存在临界压力,试样破坏形式呈“脆性张拉→剪切→张拉+塑性流动”过渡,冲击能指数与试样碎块尺度均呈先减小后增大的“V”形变化特征,破碎后具有更多盈余能;含瓦斯煤岩小尺度碎块是灾害发生的客观条件,瓦斯膨胀能为煤体动态失稳提供了额外的能量,增大了冲击地压发生过程的强动力性和破坏性,这种煤岩基质骨架与瓦斯运移的固?流耦合降低了冲击地压发生的临界指标且具有更高的致灾潜能。研究成果与启示为进一步判定深部高瓦斯煤层灾变倾向并建立行之有效的防治手段提供了试验基础和研究思路。   相似文献   

钻孔雷达在探测井下煤层顶底板界面中的应用     

刘四新  师伟  宋梓豪  陈春林  代郑 《物探与化探》2023,(2):365-371

在煤矿生产中,准确判断煤层顶底板位置、识别对采掘安全存在威胁的地质构造是保障煤矿安全生产的重要举措。为此,提出一种针对煤层顶底板探测的方法技术,包括基于工作面的煤矿井下钻孔雷达探测方法和数据处理流程,并将其应用于实际工作。首先,对采集自新元煤矿某工作面钻孔内的实测钻孔雷达数据进行零时刻校正、直流消除、带通滤波、去直达波、增益等处理,实现了雷达剖面的去噪和增强;然后,通过速度拾取、反射面提取、绕射叠加偏移和时深转换、翻转拼接和钻孔轨迹校正等一系列处理解释,实现了对煤矿井下煤层顶底板位置的拾取和显示。该技术的提出为煤矿安全运营提供了一种有效手段,具有推广价值。  相似文献   

西北生态脆弱区浅埋煤层保水开采隔水层稳定性评价方法     

李恒  何滔  郭宾 《煤田地质与勘探》2023,(11):92-98

水资源保护与煤炭资源开采是西北地区面临的重要问题。保水采煤是西北地区实现煤炭资源与水资源协调发展的重要技术,其中隔水层稳定性评价是保水采煤技术的首要关键问题。针对西北生态脆弱区煤层埋深浅,地形切割强烈,近地表含水层变化较为复杂,传统的隔水层评价方法与实际水文观测情况存在较大误差等问题,提出采用三维地质建模和数值模拟相结合的方法以实现浅埋煤层保水开采隔水层稳定性的精准评价。首先根据勘探信息和地形等值线构建直观可靠的三维地质模型以精细刻画地形切割及浅层含水层的复杂变化,然后选择典型工作面开展数值模拟分析煤层采动覆岩破坏特征以获取三维煤层模型各煤层点导水裂隙带高度,最后利用三维地质块体模型从全三维角度计算各煤层顶板点导水裂隙带高度与含水层覆岩厚度之差作为保水开采隔水层稳定性评价依据。以内蒙古鄂尔多斯满都拉煤矿为例,通过搜集区内36个钻孔柱状图与地形地质图构建精细化的三维地质模型并计算隔水层的稳定性。与2个井下积水区观测结果对比发现,传统方法计算的隔水层不稳定区未能准确反映南侧工作面充水区,而新方法计算的隔水层不稳定区更加精细,充分反映了第四系含水层受地形切割、风化、剥蚀的影响作用。研究结果表...  相似文献   

伊宁矿区ZKJ502钻孔早侏罗世煤层煤岩煤质特征     

周国庆  姜尧发  高峰  徐晓琴 《新疆地质》2015,(2):284-288

以伊宁矿区ZKJ502钻孔内早侏罗世10个煤层为研究对象,采用煤岩学和煤化学分析方法,对煤岩特征、煤质特征及聚煤环境进行研究。结果表明,早侏罗世八道湾组9个煤层、三工河组1个煤层均为低灰-特低灰、低硫-特低硫、高挥发分、高发热量煤(Ad=2.65%~15.27%,平均7.59%;St,d=0.19%~0.99%,平均0.5%;Qgr,d=26.405~31.15 MJ/kg,平均29.35 MJ/kg;Vdaf=31.35%~46.95%,平均39.26%);镜质组随机反射率Ro,ran=0.41%~0.53%,平均0.49%;跨次烟煤与烟煤界线;各煤层(27号煤层除外)煤岩组成显示惰质组含量较高、镜质组含量较低特征;煤层中(特别是22、26和29号煤层)大量半丝质体、粗粒体和碎屑惰质体的存在,反映聚煤时期气候干燥、成煤泥炭沼泽地下水位较低、成煤原始质料经历过较强的氧化分解作用。  相似文献   

童亭井田主采煤层顶底板特性浅析     

宫仕昌 《安徽地质》2007,17(1):37-39

通过对童亭井田各可采煤层顶底板特性分析,对不同顶底板岩性及采掘中遇见的问题进行了说明,为矿井地质工作人员设计、施工提供了可靠的地质依据,以更好地为矿井生产服务.  相似文献