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煤层气勘探开发技术

加快煤层气开发利用，对保障煤矿安全生产、增加清洁能源供应、减少温室气体排放具有重要的战略意义。我国煤层气产业发展已进入规模化生产阶段。2018年，地面煤层气开发产量达54.12亿m3、利用量达49.00亿m3，截至2018年底，累计钻井17000多口，建成沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘两大煤层气产业基地，煤层气井产量占全国的95%。

《煤炭科学技术》作为全国煤炭行业的一个重要科技窗口和学术交流阵地，记录和见证了我国煤层气勘探开发与利用的发展进程与取得的重大成果。截至目前，刊登煤层气主题论文500余篇，是煤炭系统发文量较大的期刊。优选近年刊出的煤层气勘探开发领域的论文，组织该专题，以飨读者。

行业视野: 煤层气
类别; 179个
关键词; 208位
专家; 51篇
论文; 39607IP
点击量; 33313次
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煤岩微观结构分析及其与压裂液设计的关系研究

作者(Author)：管保山, 刘玉婷, 梁利, 崔丽

摘要：为了更直观和量化分析煤岩微观结构,以指导压裂液设计,提高压裂液效率和降低煤储层伤害,采用显微光度计、环境扫描电子显微镜和CT扫描等微观结构分析方法,得到了不同维度和角度的煤样裂隙结构图,并定量分析了煤样裂隙参数。结果表明:不同区块煤样的主裂隙长度、主裂隙宽度有很大不同;割理有明显的同向性,容易产生沟通的裂缝;裂缝的排布在微观尺寸上很复杂,使得裂缝对复杂的应力剖面和压裂过程中应力场的变化很敏感;裂缝具有各向异性和非均质性,提高了压裂液伤害的概率。通过定量分析可知:不同区块煤样的成分不同,其源于不同的地质作用,同时也导致了不同的压力液作用效果;CT软件可以通过统计计算受测样品的孔隙度和渗透率,试验样品的孔隙度为2.68%,渗透率为6.65×10-3μm2,与孔隙度-渗透率试验结果数值相近,印证了煤层低孔低渗的显著特点。润湿-吸附试验等数据证明不同的煤结构和成分是导致压裂液作用性能不同的原因,通过对煤岩微观结构分析能够指导压裂液的研究,为压裂液设计提供依据。

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煤炭科学技术

2018年第06期

686

606
基于微震和瞬变电磁法的煤层气井水力压裂监测技术

作者(Author)：段建华, 汤红伟, 王云宏

摘要：为了获取井下煤层气水力压裂影响范围,根据压裂时煤层及其围岩的物性变化特征,结合微震监测技术与矿井瞬变电磁法的勘探原理和应用范围,提出了采用微震监测技术和瞬变电磁法联合对井下煤层气水力压裂效果进行监测的方法,采用该方法对兴隆煤矿2个孔的压裂影响范围进行了监测,并且利用传统的打孔法对监测结果进行了验证。研究表明:由于煤层较软,地震波衰减大,压裂区围岩或煤层破碎严重不利于产生新的破裂,接收到的微震事件较少,微震监测技术圈定的压裂影响范围较小;压裂区围岩或者煤层破碎严重,压裂液顺着原有裂隙扩散,瞬变电磁法获取的压裂影响范围较大;微震监测技术与瞬变电磁法进行综合解释,提高了解释成果的可靠性和精度,检验孔中的水压也验证了该方法的可靠性好和精度高。

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煤炭科学技术

2018年第06期

693

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基于脉冲衰减法的煤岩渗透率应力敏感性研究

作者(Author)：陈浩, 秦勇, 李贵中, 陈振宏, 庚勐, 邓泽, 田文广, 桑广杰

摘要：为了弄清不同应力加载条件下的煤岩渗透率应力敏感性关系规律,采用脉冲衰减方法通过分别改变围压和孔压条件下观察煤岩渗透率随应力的变化,并对应力敏感的产生机理从孔隙结构角度进行分析。研究结果表明:脉冲衰减法较适合于较低渗透率煤岩渗透率应力敏感性试验;煤岩随着不同应力变化都表现出强的应力敏感性,整体呈指数衰减,煤岩对围压变化比孔压变化的应力敏感性更强。在围压先升再降过程中,升压过程较降压过程表现更强敏感性。煤岩渗透率应力敏感产生机理主要是由于应力的变化引起煤岩割理与孔隙吼道的变化;相对渗透率大样品主要以割理和大孔隙为主,渗透率小样品主要为小孔和吼道发育;当所受应力变大时,后者更易孔隙压缩、通道受阻、渗透率急剧变小、敏感性更强。

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煤炭科学技术

2018年第06期

603

656
太原西山古交区块煤层气井水力压裂效果评价

作者(Author)：王国义, 卫强强, 宋晓夏, 杜立强

摘要：为评价古交区块煤层气现有开发方案中水力压裂施工的效果,通过以下2种方式获取压裂主裂缝形态参数:对11个层位的压裂进行微地震同步监测,得到裂缝方位、缝长和缝高的监测数据。在区域应力场的作用下,裂缝方位多与主控构造有很好的相关性,局部复杂地应力场条件下,裂缝方位变化较大,单翼缝长平均为64 m。利用煤矿回采到煤层气井之时,井下实地观测支撑剂分布形态,测得到XS-10井主裂缝方位为87°,与井下实测节理走向接近,具有有效支撑的东半翼缝长为24.35 m。现有的开发方案中,有效裂缝和井间距不匹配,裂缝穿透比过小,影响单井产量和采收率。裂缝方位和构造走向有很好的相关性,煤层气开发时要充分考虑地应力场和构造形态,优化布井方式和压裂施工参数。

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2018年第06期

593

533
赵庄区块地下水特征对煤层气开发的影响分析

作者(Author)：季长江, 郝海金, 郝春生, 陈召英, 信凯, 杨昌永, 常会珍

摘要：为查明赵庄区块地下水运移、补给特征及其对煤层气开发的影响,采用地质分析与试验测试相结合的手段,对该区块地下水运移规律和煤层气井3号煤排采水来源进行了深入分析与研究,同时,结合区块内煤层气井生产实际,进一步分析了地下水对煤层气井产能的影响。结果表明:赵庄区块存在一条显著的地下水分水岭,分水岭北部地下水由南西向北东方向径流,南侧地下水由北向南方向径流,煤层气井3号煤排采水补给源主要为其顶板山西组砂岩裂隙含水层,排采水主要类型为Na-HCO3型。3号煤层顶板以上的基岩中,砂岩比例高的区域,煤层气井产水量大,排采难度高;泥岩比例高的区域,气井产水量低,产气潜力高。研究结果利于该区块煤层气井排采和开发方案的制定与调整。

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2018年第06期

715

452
韩城煤层气田煤层气井排采精细控制模式研究

作者(Author)：毛得雷, 康永尚, 李树新, 王会娟, 闫霞, 李永洲

摘要：为了完善煤层气井排采模式,通过在韩城煤层气田长期的现场排采实践,在现有“两期、五阶段”煤层气井阶段排采模式的基础上,从煤储层解吸-扩散-渗流的角度分析,认为憋压排水-产能释放阶段出现套压和动液面快速波动的现象,是由于现行排采制度与高煤阶、低渗透煤储层的供流能力不完全匹配引起的。依据稳定控制井底流压压降和排采工作制度与地层供流能力相适应的基本思想,将现场采用的模式进行了修正和完善,提出了“两期、六阶段”煤层气井排采精细控制模式,现场试验表明,按照这一精细控制模式,可避免出现套压和动液面快速波动的现象,降低出砂事故率。

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煤炭科学技术

2018年第06期

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煤层气合层排采流体产出特征及其控制因素

作者(Author)：熊章凯, 李瑞, 王生维, 李俊阳

摘要：为了解煤层气合层排采井的流体产出特征及其控制因素,以沁南郑村区块的煤层气合层排采井为研究对象,系统性分析合排井的产气、产水和产煤粉特点,并得出套压、3号煤层的井底流压以及3号煤层的暴露率的影响特点。结果表明:加深泵挂到15号煤层,会对合排井的流体产出造成一定的影响;早期套压下降过程中,应该将套压压降速率控制在0.001 0~0.001 2 MPa/d,后期套压下降或突降过0.2 MPa时,日产气量趋势会从上升变为下降,套压上升或突升过0.2 MPa时,日产气量趋势会从下降变为上升;3号煤层暴露并不一定会使得产气下降。且当煤层暴露时将套压控制在0.2 MPa以上,是可以有效解决3号煤层暴露导致产气量降低的问题。同时,在套压控制在0.2 MPa以上的这段时间里,将3号煤层暴露,有助于合排井产气。

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煤炭科学技术

2018年第06期

606

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延川南深部煤层气井排采制度研究

作者(Author)：王运海

摘要：基于延川南煤层气田多年的勘探开发成果和排采实践,探讨和研究了深部煤储层应力敏感对煤层气井产气、产液的影响以及合理的排采制度。结果表明,由于深部煤储层具有低孔、低渗、强应力敏感的特征,排采速率过快煤岩易发生显著的压敏效应,造成渗透率降低,压降漏斗无法有效扩展,从而导致煤层气井产气低效;通过针对区内不同时期气井排采制度优化过程的对比和分析,逐步形成了“平衡排采、阶梯降压”的排采制度,延缓和减弱了应力敏感对储层的伤害,实现了泄压面积的持续扩大,从而保证了气井高产稳产的开发效果,这一排采制度的科学性和适用性在延川南煤层气田得到了证实。

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2018年第06期

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