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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
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西山地区煤层气井流体产出特征及低产因素分析

作者(Author)：李瑞, 李俊阳, 王生维, 熊章凯

摘要：为了充分认识西山地区煤层气井流体产出特征,对该地区煤层气排采井不同排采阶段的产气、产水与套压变化曲线进行了统计分析。结果表明,西山地区煤层气井具有产量较低,稳产阶段持续时间短,过早进入产气衰减阶段的典型特征。对该地区煤层气地质与排采工况进行分析后,认为造成西山地区古交矿区煤层气井低产的地质因素包括煤体结构、含气性、渗透率以及水文地质条件。排采工程方面,阐述了套压阈值的含义并分析了其对煤层气井产气的影响,认为套压的下降速率在0.000 9~0.002 1 MPa/d时,且保持0.33 MPa以上的套压生产,有助于煤层气的连续稳定产出。

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煤炭科学技术

2018年第06期

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沁水盆地柿庄南区块煤层气低效井二次改造研究

作者(Author)：闫欣璐, 唐书恒, 张松航, 杨国桥, 王凯峰

摘要：基于沁水盆地柿庄南区块低效井较多,制约该区块煤层气的产量,为了提高单井产量,需要对低效井进行二次改造,以TS-001井为例,通过建立储层压力、储层动态渗透率、裂缝动态渗透率、裂缝缝长的预测模型,研究了低效井的二次改造可行性,并利用数值模拟方法预测其改造后的效果。研究结果表明:低效井生产过程中储层渗透率先下降后上升,后期恢复至开采初期水平;初始压裂效果好,但后期受到有效应力效应使裂缝部分失效,裂缝渗透率降低,导致产气量下降;低效井经过二次压裂后日产气量逐渐上升,但由于长期低产导致储层水分布均匀,短期内并未达到高产,因此需要一定时间重新排水降压,才能提高稳定产气量。

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2018年第06期

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深浅煤层同压合采煤层气的适用性分析及工艺

作者(Author)：张健

摘要：针对深浅煤层合采煤层气的过程常受到井筒内压力影响,导致合采井产量达不到预期产值,甚至低于单层产量的问题,通过分析深浅部煤层特征,将合采作业在井筒中的状态分为浅部煤层、深部煤层、深浅部煤层同时进入气水两相流状态3种情况,并分析每种情况下的合采可能性,建立相关井筒内的压力模型,以兼容参数允许压力差值Δp为基础提出调压合采,通过示例井进行计算,Δp值分别在0.4、0.6、0.8、1.0 MPa逐渐增大时,合采井的产气量逐步提升,最终确定Δp为1.0 MPa时,可以达到最佳兼容状态。研究结果表明调压合采工艺可适用于多煤层的合采作业。

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2018年第06期

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基于井上下联合抽采的三区联动瓦斯综合治理模式

作者(Author)：姜小强, 樊少武, 程志恒, 陈亮, 李进鹏, 侯水云, 李庆源

摘要：为解决近距离突出煤层群开采过程中瓦斯超限及煤与瓦斯突出隐患,通过建立瓦斯治理的时空坐标系,系统分析井上、井下抽采技术的时空分布特征及其约束条件,进而揭示煤炭开采三区的井上下联合抽采的时空转换机制;基于沙曲矿近距离煤层群开采特点,在规划区大范围采用三类地面井,实现煤层气的规模化预抽,在开拓区和生产区首次实施了多分支水平井与千米钻孔定向对接高效抽采、大孔径定向长钻孔立体式抽采等关键技术,通过井上、下抽采方法优选集成,结合煤层气综合利用,形成了沙曲瓦斯综合治理模式与配套技术体系。经过实践验证,推行“沙曲模式”可实现采掘工作面瓦斯零超限,基本消除各煤层突出危险性,保证矿井安全高效生产,结合瓦斯综合利用可产生显著经济和社会效益。

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2018年第06期

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柿庄南区块煤层气高产潜力井低产因素分析

作者(Author)：王凯峰, 唐书恒, 张松航, 杨国桥, 闫欣璐

摘要：为了研究柿庄南区块部分煤层气高产潜力井产气效果不佳的原因,通过分析煤层煤体结构和顶底板特征,结合水力压裂效果分析,并与高产井排采制度对比,分析总结了典型井低产原因。结果表明:水力压裂效果直接影响煤层气井产能,在改善煤储层渗透性的同时也可能沟通含水层造成煤层气井低产;在排采初期的单相排水阶段和两相流产气上升阶段,排采制度的不合理也是造成高产潜力井低产的重要原因,这2个阶段排采制度的合理控制会对未来整个产气过程产生影响;控制裂缝高度和压裂规模以避免穿透隔水层,最大限度使裂缝在煤层中深远扩展,同时合理制定排采制度,是煤层气增产潜力井二次压裂改造后长期高效开发的关键。

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2018年第06期

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柿庄北区块深部煤层气产能特征及影响因素分析

作者(Author)：陆小霞, 张兵, 吴见, 徐晓燕, 刘翰林

摘要：为了解决沁水盆地南部1 000 m以深的煤层气产量普遍较低的问题,以柿庄北区块为研究重点,采用对生产数据综合分析的方法,对深部煤层产气特征、排采变化规律、不同产量的典型井生产动态进行了研究,提出了深部煤层气产能的关键影响因素。研究结果表明:深部煤层气日产气量多小于500 m3,见气时间为16~178 d,单排3号煤层的井动液面较低,合排3号煤和15号煤的动液面较高,井底流压1.70~2.59 MPa;影响产能的因素包括地质、工程技术以及排采3个方面,地质因素主要为煤储层渗透率较低、3号煤与15号煤合采或部分井距断层较近导致产水量较大,工程因素主要是部分井压裂未形成有效通道导致甲烷气体无法渗流,排采因素主要是指排采过程中停机频繁等导致排采不连续影响产气量。

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2018年第06期

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延川南深部煤层气富集规律及开发特征研究

作者(Author)：陈贞龙, 王烽, 陈刚, 梅俊伟, 郭涛

摘要：为深入总结延川南深部煤层气的地质特征以及生产规律,研究了其富集规律及产气特征与浅部煤层气存在的差异,结果表明:延川南深部煤层气主要富集高产因素为沉积控煤、构造-水文联合控气及物性控产;从煤层气解吸机理出发,降低排采速率,延长见气周期,提高泄压体积的排采方式能保障深部煤层气井高产稳产;井组试采归一化结果表明,深部煤层气初期解吸效率低,但单井控制储量大,具有“见气晚、上产缓、稳产久、单产高”的特点;延川南深部煤层气的高产稳产效果证明此类气藏具备效益开发可行性,研究结果能为同类气藏的勘探开发提供借鉴。

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2018年第06期

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沁水盆地樊庄区块煤层气开发生产规律分析

作者(Author)：周叡, 鲁秀芹, 张俊杰, 左银卿, 刘华, 邹学学, 苗耀

摘要：为科学判断高阶煤煤层气田开发趋势,合理预测煤层气产量,以高阶煤煤层气区块中开发时间较长,具有较强代表性的樊庄区块为主要研究对象,基于“三要素”认识划分开发单元,提出有效动用储量的概念,综合应用生产数据统计与数值模拟技术进行生产规律研究,研究结果表明樊庄区块煤层气开发呈现3点规律:不同开发单元,采气速度越快,稳产期越短,初期递减率越大;樊庄区块采出程度20%左右产量进入递减期,递减出现时采出程度与井网井距密切相关;煤层气井产量递减初期递减速度相对较快,呈指数递减,后期递减速度减缓,表现双曲递减特征。

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2018年第06期

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