《煤田地质与勘探》2023年高被引作者（Scopus 数据库）

来源：煤田地质与勘探

3月27日爱思唯尔2023“中国高被引学者”榜单正式发布，爱思唯尔“中国高被引学者”榜单以全球权威的引文与索引数据库Scopus作为中国学者科研成果的统计来源。2023“中国高被引学者”上榜共计5801人，来自496所高校、企业及科研机构，覆盖了教育部10个学科领域、84个一级学科。现整理出我刊入选作者/通信作者近年在《煤田地质与勘探》刊发的成果，供大家参考学习。

行业视野: 煤田地质与勘探
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基于煤层气高效开发的煤粉凝聚–沉降机制研究进展

作者(Author)：李勇, 韩文龙, 王延斌, 孟尚志, 吴翔, 王壮森, 麻振涛, 刘度, 赵石虎

摘要：大量低产低效井严重阻碍我国煤层气产业发展，其中，煤粉沉降导致的裂缝堵塞、管柱结块是气井稳产时间短、产气量降低甚至不产气的重要因素。系统梳理国内外煤层气井产出煤粉物质组成、生成机理、悬浮运移和产出控制等研究最新进展，总结煤粉凝聚–沉降及分散行为控制机理及关键问题，提出研究展望。煤粉问题伴随煤层气勘探开发全过程，涉及地质选区评价、工程压裂施工和排采管理控制的各个方面。煤粉包括因煤体结构破坏生成的原生煤粉和工程施工形成的次生煤粉，在气井产出中以有机碎屑和黏土矿物组成的混合物为主，部分样品黏土矿物含量高。煤粉悬浮运移受控于储层条件下煤岩结构和表面性质、nm~μm级煤粉颗粒的相互作用、有机质和黏土矿物的作用、通道内的气水流动等因素。煤粉能够适度稳定产出是排采管控的关键，涉及地层水环境对煤粉表面润湿性、表面电性和空间位阻效应的影响及作用机制，以及分散剂离子加入对煤层气的解吸和渗流能力影响等。围绕煤粉“黏附–润湿–凝聚–沉降全过程开展实验模拟”和“煤粉分散稳定性优化及流动实验”研究，以及煤粉理化性质精细表征、凝聚沉降机理分析和分散行为界定，提出适合煤粉稳定运移控制的流速，形成保持煤粉悬浮产出的基础性依据，为保障煤层气–水–煤粉稳定高效产出提供理论和技术支撑。

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煤田地质与勘探

2021年第02期

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构造煤与原生结构煤中甲烷扩散性能差异性分析

作者(Author)：孟召平, 张昆, 沈振

摘要：原生结构煤受构造应力破坏后形成不同类型煤体结构煤，其孔隙结构、吸附/解吸、扩散和渗透能力等将发生变化，从而影响煤层气的赋存与产出。通过对沁水盆地赵庄井田3号煤层原生结构煤与构造煤样品进行甲烷等温吸附实验、低温液氮和二氧化碳吸附实验，分析了构造煤与原生结构煤的吸附-解吸性能及孔隙结构特征；应用单孔和双孔非稳态扩散模型，揭示了原生结构煤与构造煤中甲烷扩散的差异性及控制机理。研究结果表明，煤中CH4的吸附量随煤体结构破坏程度的增加而增加，构造煤的解吸和扩散速率要好于原生结构煤。原生结构煤与构造煤的扩散系数均随压力的降低而减小，在整个扩散阶段构造煤的扩散系数高于原生结构煤。在高于5.0、1.5～5.0 MPa和低于1.5 MPa的压力区间，气体扩散主要发生在大孔、中孔和微孔中，分别对应于菲克型扩散、过渡型扩散和克努森型扩散。双孔扩散模型对于解吸数据的拟合度明显高于单孔扩散模拟结果；揭示了煤中气体扩散呈3个阶段变化规律，即：快速扩散阶段（S1），衰减阶段（S2）和缓慢扩散阶段（S3）。有效扩散系数与温度表现出明显的正相关性，温度越高有效扩散系数越大，但是到了低压阶段孔隙结构对煤中甲烷扩散性影响高于温度。该研究成果为构造煤区煤层气勘探开发提供了理论依据。

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煤田地质与勘探

2022年第03期

147

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低煤阶煤中甲烷扩散性能分析

作者(Author)：孟召平, 张贵元, 李国庆, 刘金融

摘要：煤的扩散性能是影响煤层气产出的重要储层参数。采用云南东南部地区新近系中新统小龙潭组褐煤样品，开展了低煤阶煤中甲烷等温吸附实验。基于等温吸附实验获得的吸附量与时间的关系数据，应用一元孔隙结构气体非稳态扩散模型，计算了煤中甲烷气体扩散系数，揭示了煤中甲烷扩散规律和控制机理。研究结果表明，低阶煤中气体扩散规律服从Langmuir方程，煤中甲烷有效扩散系数和扩散系数随着压力的增高而增大；吸附时间常数随着压力的增高而减小，服从负指数函数规律。4个实验煤样Langmuir有效扩散系数和扩散系数分别是(1.71~5.46)×10-5 s-1和(2.17~6.91)×10-12 m2/s，Langmuir压力为0.63~1.97 MPa。在相同温度和压力条件下，干燥煤样的有效扩散系数和扩散系数大于平衡水分煤样，随着温度的增高，其有效扩散系数和扩散系数增加，煤中气体扩散性能增强。

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煤田地质与勘探

2019年第02期

279

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太原西山区块煤储层地应力分布特征及评价

作者(Author)：何旭龙, 孟召平, 李涛

摘要：地应力是影响煤层气开发的关键参数,为了分析太原西山区块煤储层地应力条件,为煤层气勘探开发提供理论依据,采用水力压裂法测量地应力,统计了太原西山区块35口井煤储层地应力资料,获取二叠系山西组2号煤储层地应力与煤层埋深之间的相关关系,阐明了现今地应力分布特征。结果表明,研究区山西组2号煤层破裂压力梯度、闭合压力梯度和煤储层压力梯度的平均值分别为4.77 MPa/hm、2.82 MPa/hm和0.6 MPa/hm;2号煤层最小水平主应力梯度、最大水平主应力梯度和垂直主应力梯度的平均值分别为2.82 MPa/hm、3.24 MPa/hm和2.7 MPa/hm。主应力均随煤层埋深增加呈线性规律增高。根据最小水平主应力的大小,将研究区划分为低应力区、中应力区、高应力区3个区。

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煤田地质与勘探

2017年第03期

618

142
西山区块煤储层含气性及甲烷碳同位素分布特征

作者(Author)：黄平, 孟召平, 陈慧诚, 王俊耀

摘要：煤层含气性是决定煤层气勘探开发的重要参数,煤层气甲烷碳同位素能有效反映煤层气的赋存条件。根据煤层气井实测含气量数据,剖析了山西沁水盆地煤层含气量分布特征,建立了煤层含气量与煤层埋深、地质构造之间的相关关系和模型,探讨了煤层甲烷碳同位素分布特征及其对含气性分布的指示作用。研究表明:西山区块2号煤层平均含气量6.87 m~3/t,8号煤层平均含气量8.4 m~3/t,9号煤层平均含气量7.6 m3/t,煤层含气量主要受煤层埋深和构造形态的影响。研究区8号煤层甲烷碳同位素为–65.33‰~–40.94‰,平均–45.88‰,煤层含气量与甲烷碳同位素之间成正相关关系,随着含气量的增加,甲烷碳同位素也逐渐变重。煤层甲烷碳同位素主要受控于煤层气解吸–扩散–运移效应和地下水动力作用等。

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煤田地质与勘探

2017年第01期

145

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基于穿层钻孔声波远探测有限元方法的煤岩界面成像

作者(Author)：徐宏阳, 翟成, 夏济根, 孙勇, 董兴蒙, 来永帅, 余旭, 徐吉钊, 丛钰洲

摘要：小型地质构造是造成煤与瓦斯突出事故的主要因素，小构造的精准探测是亟需解决的关键问题。煤岩界面高精度探测是查明小构造，实现透明工作面的基础。声波远探测技术具有探测范围大、分辨率高、可成像等优点，能够实现对煤岩界面的精准识别。为此，提出了基于穿层钻孔声波远探测的煤岩界面探测技术，通过在井下穿层钻孔内布置声波远探测仪，采集孔周煤岩分界面产生的阵列波形，并利用反射波信息反演获得煤岩界面成像图，进一步结合钻孔群，实现工作面的整体勘察。首先，利用COMSOL Multiphysics软件构建出煤系单极远探测数值模型；然后通过模型正演分析全波信号与波场快照的全时空变化规律；最后对远探测声波数据进行反演实现煤岩界面的偏移成像。正演结果表明：模型中煤层的纵波波速比顶底板岩层慢1.2 km/s左右，声波在煤层中传播时能量衰减得更快，同时声波穿过煤岩界面时会出现主频的漂移；当测点趋近于仪器从底板岩层向煤层过渡的位置时，直达波的变化特征为幅度的骤降与声时的增大，而界面反射波的特征为时间−深度域中倾斜同相轴的斜率改变。对采集到的波形数据进行滤波、波场分离、反射波增强、偏移成像四个步骤完成模型反演，成像结果与原始模型相似度高，煤岩界面倾角误差0.6°、煤厚误差0.212 m，穿层钻孔远探测声波有限元方法可以有效地反演出煤岩界面的位置和形态特征。该研究可为声波远探测技术应用于穿层钻孔煤岩界面识别提供基础理论支撑。

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煤田地质与勘探

2024年第03期

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水力压裂模拟用煤岩体相似材料基础力学特性实验研究

作者(Author)：翟成, 郑仰峰, 余旭, 徐吉钊, 孙勇, 丛钰洲, 唐伟, 李宇杰, 朱薪宇, 陈爱坤

摘要：煤层水力压裂模拟实验是研究煤矿井下水力压裂煤岩体致裂增透、弱化机理的有效手段。然而，大尺寸煤岩体原位保真取样技术不成熟，已有大尺寸煤样块多取自卸压区，其在运输和制备过程中会发生二次破坏，导致实验结果失真。因此，使用煤岩体相似材料代替大尺寸原煤执行室内水力压裂模拟实验成为一种可行的选择。煤岩体相似材料试样的力学特性是影响水力压裂效果最重要因素。为精确表征煤岩体相似材料的基础力学特征，选择煤粉、水泥、石膏、砂子为相似材料，设计制作7种配比试样，进行超声波与力学特性耦合响应规律研究。结果表明：煤岩体相似材料试样超声波波速（P波和S波）和强度（单轴抗压和抗拉强度）随着密度的增大而增大，随着孔隙率的增大而减小；相似材料对于超声波波速、强度和密度增大幅度的影响为水泥＞砂子＞石膏，孔隙率正相反；相似材料水泥和石膏分别在调节试样强度和变形特性方面起主要作用；根据超声波P波波速与强度之间的二次多项式数学模型，通过测定超声波P波波速可提前预测试样的强度；试样力学参数可调整范围大，通过改变相似材料配比可以调整试样的力学性质，精确模拟煤岩体，且试样制作方法简单。此研究可为煤层水力压裂模拟用煤岩体相似材料力学特征相似设计提供依据，促进矿井瓦斯防治技术的发展，具有广泛的应用价值。

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煤田地质与勘探

2022年第08期

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基于NMR技术的超声波频率对煤体激励致裂效果的影响

作者(Author)：马会腾, 翟成, 徐吉钊, 孙勇

摘要：为了深入研究超声波频率对煤体激励致裂效果的影响，利用超声波发生仪对原始煤样进行致裂实验，并利用NMR设备对煤样进行测量，通过分析弛豫时间T2曲线，深入研究煤样致裂前后孔隙结构的变化。研究结果表明：超声波可以有效改善煤体的孔隙结构，经超声波激励致裂后，煤样内部的孔隙数量增多，总孔隙率、有效孔隙率及渗透率均明显增大；同时，煤样内部小孔数量的增长率与超声波频率呈负相关关系，中孔和大孔数量、总孔隙率增长率、有效孔隙率及渗透率的增长率与超声波频率均呈正相关关系。研究结果为煤储层超声波致裂增透技术奠定理论基础。

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煤田地质与勘探

2019年第04期

304

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