“煤层气勘探开发”高影响力论文推荐 |《煤炭科学技术》

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“煤层气勘探开发”高影响力论文推荐 |《煤炭科学技术》

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行业视野: 煤层气
类别; 96个
关键词; 133位
专家; 25篇
论文; 16774IP
点击量; 21381次
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中国煤层气储层地质与表征技术研究进展

作者(Author)：刘大锰, 贾奇锋, 蔡益栋

摘要：我国煤层气资源丰富，发展煤层气储层地质学理论与技术有助于我国煤层气勘探开发的进一步突破。基于对文献调研与分析，阐述了煤层气储层地质与表征技术的研究内容及进展，分析了前缘发展方向。研究认为，煤层气储层地质学研究正在从宏观向微观、从定性向定量、从单学科到多学科协同发展，研究内容涉及煤储层成因类型、沉积环境、构造作用、应力特征、物性特征、几何形态、井网布置方式、储层改造及保护、井网调整及优化等产业全过程；煤层气运聚动力分为2类，一类是在气体浓度差作用下的扩散-渗流机制，另一类是压差或势差作用下的水动力-浮力机制；构造挤压应力主要通过骨架岩石的变形改变含水层与隔水层，并影响到流体渗流网络的疏导能力；沉积压实主要影响孔-裂隙空间及喉道，沉积物沉降速度过快容易形成异常高压带，不利于储层流体流动；流体在三维空间中所处的温度不同，温差效应常会引起流体发生瑞利和非瑞利对流驱动，一般浅部低温、密度较大的流体会向下运动，而深部高温、密度较小的流体会向上运动；渗透率研究经历了4个阶段，包括表观现象与经验推测定性分析、多种理化效应与细化各因素作用影响机制、数学模型与数值分析等多种模拟手段定量表征以及精细完善储层微米尺度传输介质渗透率动态变化。研究指出，未来需要精细研究深部构造煤和热改造煤储层纳米级孔隙气体的赋存状态与扩散运移机理，建立健全煤系非常规天然气合采技术制度，根据纳米孔隙超量吸附的聚散过程厘定不同温压条件下煤储层微纳米孔隙中气体凝聚与游离空间变化。

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煤炭科学技术

2022年第01期

462

972
晋城矿区废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究进展

作者(Author)：孟召平, 李国富, 田永东, 王宇红, 李超, 陈浩越, 吴迪

摘要：废弃矿井煤层气资源丰富，抽采废弃矿井煤层气，已成为煤矿区煤层气的重要资源之一。基于山西晋城矿区废弃矿井煤层气抽采实际，系统介绍了废弃矿井采空区煤层气赋存特征及其地面抽采技术的研究进展，分析了废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究现状和存在的问题，提出了目前我国废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究面临的关键科学问题和研究内容。研究结果表明，煤炭开采形成的冒落-断裂带，为采空区煤层气赋存提供了储集空间。废弃矿井采空区煤层气主要来源于煤柱及残留煤层、临近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气，基于体积法对废弃矿井采空区吸附气和游离气资源分别进行计算和评价。为有效解决采空区上部含水层涌水对钻井井身稳定性及抽采效果的影响，将采空区煤层气抽采井身结构由二开优化为三开结构，优先采用压缩空气潜孔锤钻井技术，用氮气取代空气作为循环介质安全揭露含气断裂带的井工艺技术；根据晋城矿区废弃矿井采空区煤层气井抽采过程中压力和日产气量的变化特征，将采空区煤层气井抽采划分为自由放喷、气量快速下降、稳压产气和定量产气4个阶段，并提出了适用于废弃矿井采空区煤层气抽采的“四段制”抽采控制方法；最后，指出了目前面临“废弃矿井煤层气赋存规律及其控制机理和废弃矿井煤层气抽采条件评价及抽采参数优化方法”2个关键科学问题和“废弃矿井煤层气赋存规律及其控制机理、废弃矿井煤层气资源评价模型与方法和废弃矿井采空区煤层气抽采技术”等研究内容。

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煤炭科学技术

2022年第01期

625

804
基于循环神经网络的煤层气井产气量预测方法研究

作者(Author)：董维强, 孟召平, 沈振, 宗志敏, 陈涛

摘要：煤层气井产气量是衡量一口煤层气井产气能力和工程开发效果的重要指标，准确预测日产气量是保证煤层气高效生产的一个关键问题。以沁水盆地南部郑庄区块3号煤层为研究对象，选取煤层气井排采动态参数，如井底流压、液柱高度、套压、日产水量和冲次作为自变量，分析了日产气量与这些排采参数之间的相关性，建立了基于循环神经网络的煤层气井产气量预测模型与方法。研究结果表明，煤层气井日产气量与冲次呈正相关性，日产气量与井底流压、套压、液柱高度和日产水量呈负相关性。基于深度学习随机森林算法中的特征重要性分析，研究了排采动态参数与日产气量之间的非线性关系以及预测模型中对日产气量的贡献率，得到了排采参数对日产气量影响的重要性排序表现为：井底流压>液柱高度>套压>日产水量>冲次。在此基础上，基于循环神经网络改进的长短时记忆神经网络预测模型，将Z4-026井排采数据代入模型计算，预测了煤层气井未来60 d产气量情况，并将预测结果与传统的支持向量机回归模型、随机森林回归模型以及BP神经网络模型对比，发现改进的长短时记忆神经网络预测模型，拟合效果相对较好，实际日产气量与预测日产气量之间的误差小于5％。在郑庄区块5口煤层气井的产气量预测分析中，相对误差小于10%。因此该方法将为煤层气井产气量预测和制定合理的排采制度提供了有效途径。

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煤炭科学技术

2021年第09期

336

653
准南米泉地区煤层气成因及其富集成藏机理研究

作者(Author)：李跃国, 姚程鹏, 杨曙光, 伏海蛟, 王刚, 张娜, 刘紫薇

摘要：准噶尔盆地南缘(下称准南)蕴含着丰富的中-低煤阶煤层气资源，但勘探程度相对较低，气体成因和气藏形成机理认识不足，一定程度上制约了开发。为探究准南米泉地区中-低煤阶煤层气成因及其富集成藏机理，基于18口煤层气生产试验井的气样及其伴生的煤层产出水样，系统开展了相关样品的稳定同位素、水文地球化学以及放射性同位素定年等室内试验，综合运用经典的天然气识别图版等手段分析数据。结果显示大部分样品点落在图版“生物成因气”、“二氧化碳还原”、“微生物产甲烷伴生CO2”区域；水型表现为Na+·HCO-3·CI-型，煤层水矿化度较高；煤层水放射性同位素3H<1.0 TU及14C< 0.44%(现代碳百分数)。分析认为：准南米泉地区煤层气以生物成因为主，CO2还原为其主要的形成途径，该区异常高浓度CO2与微生物产甲烷活动密切相关。此外，米泉地区水动力场较为停滞，煤层水地质年龄较为古老，没有或较少现今地表水补给，该区现今水文地质条件不利于产甲烷菌生存及其产甲烷活动，现存的生物气资源应大多产生于较早地质历史时期。最后，综合区域构造与水文地质背景，结合古气候资料和煤层埋藏史等，研究提出米泉地区广泛发育封存性次生生物气藏，其形成分别经历了埋藏与成煤、抬升与剥蚀、地表水补给与生物气大量形成、产甲烷作用停止与水动力封存4个地质阶段。

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煤炭科学技术

2021年第04期

462

500
叠置含气系统煤层气开采物理模拟试验方法研究

作者(Author)：许江, 李奇贤, 彭守建, 闫发志, 张超林, 韩恩德

摘要：为了研究滇东-黔西地区的多层叠置含气系统煤层气开采过程中储层参数和产量的时空动态演化特征，在多层叠置含气系统的特殊煤层气成藏模式和已有试验设备的基础上，对煤层气开采系统进行了改造和升级，煤层气开采系统由开采管、开采管路和气水分离器以及其他附件组成。建立一套集合材料选取、试件制备和煤层气开采的煤层气开采物理模拟试验方法，最后对试验系统和方法的优势、今后改进方向和适用条件进行了汇总。为了对开采物理模拟试验方法进行效果验证，以直井为例开展了叠置含气系统煤层气开采试验，研究了4个煤层在煤层气开采过程中的瓦斯压力、煤层温度、煤层变形、产量等参数动态演化规律。结果表明：瓦斯压力以井筒为中心近似呈现椭圆状，越靠近井筒区域瓦斯压力越小，反之越大，气体运移速度由近井段向远井段逐渐降低；煤层温度下降量在煤层内以井筒中轴线为起点呈圆弧状向边界递减，越靠近井筒区域温度下降量越大，反之越小；1—4号煤层在第360分钟的最终体积应变分别为0.067%、0.109%、0.117%和0.154%，初始瓦斯压力越大的煤层，其最终的变形量也越大，且初始瓦斯压力越小的煤层，体积应变增长速率变缓的时刻越早；瞬时产量曲线呈现在开采初期迅速达到峰值并急剧下降的单峰曲线类型。研究结果验证了叠置含气煤层气开采物理模拟试验方法的可靠性，能够为现场煤层气开采提供参考。

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煤炭科学技术

2021年第01期

600

1043
晋城寺河井区煤矿采空区煤层气地面抽采关键技术研究

作者(Author)：孟召平, 李国富, 杨宇, 李超, 乔元栋

摘要：随着煤层气勘探的不断深入，煤矿采空区煤层气已成为煤矿区煤层气重要资源之一。基于晋城矿区寺河井区煤矿采空区分布特征，通过地质分析、采空区煤层气成分、浓度试验和资源量模型计算等方法系统研究了煤矿采空区煤层气资源条件及地面抽采关键技术，揭示了采空区煤层气赋存规律，给出了不同赋存状态下煤层气资源量计算模型和方法，探索了煤矿采空区煤层气地面抽采关键技术。研究表明，煤矿采空区煤层气来源于煤柱及残留煤层、邻近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气。根据吸附气和游离气资源量计算模型计算寺河井区煤层气总资源为213.016×108m3，其中游离气资源0.102×108m3，吸附气资源为212.914×108 m3。采煤方法和采空区密闭性对采空区煤层气的来源和富集程度有重要影响。针对采空区上部岩体裂隙发育特征，将采空区煤层气抽采井身结构由二开优化为三开结构，实现了二开固井封闭裂隙带上部含水层，三开下入割缝套管护壁，有效解决了采空区上部含水层涌水对钻井井身稳定性影响及抽采效果等问题。在此基础上，研发了潜孔锤 + 压缩空气（氮气）钻井工艺，用氮气取代空气作为循环介质，形成了安全揭露含气裂隙带钻井工艺技术，为采空区煤层气安全抽采探索了有效途径。

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煤炭科学技术

2021年第01期

581

949
煤层气成藏机理及形成地质条件研究进展

作者(Author)：刘大锰, 刘正帅, 蔡益栋

摘要：煤层气成藏机理及形成地质条件研究对合理评估煤层气资源和指导煤层气开发具有重要意义。煤层气成藏是煤层气在含煤盆地生成、赋存、运移和保存的动态地质演化过程，每个阶段均受多种地质因素控制。基于近年来国内外相关领域研究成果，从煤层气成藏过程和流体特征角度出发，依次总结煤层气成因机理、煤层气储集及运移机理和煤层气藏形成地质条件。结果表明：丰富的有机碳是煤层气形成的物质基础，生物成因煤层气的形成主要依赖于煤层中微生物群落特征，热成因煤层气的形成依赖于煤变质程度;吸附解吸机理是研究煤层气储集的基础理论，固-液吸附解吸理论可以更好地解释含水煤层气体吸附解吸现象;扩散机理和渗流机理是煤层气运移的微观理论，基于时间变化的扩散模型和非达西渗流模型更适合解释我国低渗储层煤层气的运移过程;煤层气藏形成的地质条件归纳为沉积条件、构造条件和水文地质条件，沉积条件控制煤岩组成、煤层厚度和顶底板特征等影响煤层气的成藏过程，构造条件通过构造活动、煤层埋深、岩浆活动和构造类型等影响煤层气的成藏过程，水文地质条件对煤层气成藏具有双重作用。总之，我国含煤盆地地质构造复杂，煤层气成藏受多种地质因素控制，煤层气藏主控因素分析应结合煤层沉积埋藏史、热演化史、构造演化史和地层水动力特征。

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煤炭科学技术

2020年第10期

720

2227
沁水盆地南部煤层气水平井产能影响因素分析

作者(Author)：吕玉民, 柳迎红, 陈桂华, 王存武, 朱学申, 郭广山, 刘佳

摘要：近20年来，我国煤层气产业稳步实现商业开发，但产业发展瓶颈日益凸显：低效井占比大、达产率低，储产量规模与我国预期的规划目标存在较大差距。为查明煤层气井产能影响因素，研究了相适应的地质选区评价、工程工艺措施及排采管控技术。围绕沁水盆地南部水平井大规模投产实践，在分析地质特征和气井生产动态的基础上，重点结合构造、工程因素与排采管理，探讨了影响该区煤层气水平井产能的主控因素，并针对性地提出了提高水平井产能的对策建议，以期实现煤层气水平井规模化高效开发。研究表明：受气水重力分异影响，处于构造高部位的水平井见气早、上产快，效果明显优于低部位水平井；处于低部位的上翘性水平井见气晚、产水较大、上产慢；受渗透性非均质性影响，区内水平段有效长度与峰值产量相关性较弱，但侧钻易沟通邻近水层并导致局部井眼应力集中，造成气井产水大、煤粉多等问题；排采连续性与产气存在密切关系，停排时间长、次数多引起储层压力频繁扰动，破坏储层降压持续性，进而影响产气恢复速率及整体效果；此外，排采早期降压速率过大易引起压敏和速敏效应，伤害煤储层渗透率，进而影响气藏压降漏斗扩展及整体降压范围，最终影响气水产出效果。因此，建议优化水平井井位，加大低部位水平井的排采强度；定期环空注水稀释井底煤粉，降低停泵检修频次，提高排采连续性，将排采早期压降速率合理控制在0.02 MPa/d内。

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煤炭科学技术

2020年第10期

616

525