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煤层气开发-瓦斯治理-甲烷减排一体化技术探索与进展 被引量:5
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作者 桑树勋 谢洪高 +5 位作者 颜智华 刘世奇 周效志 韩思杰 郑司建 皇凡生 《工程科学学报》 北大核心 2025年第4期606-619,共14页
煤炭甲烷是煤层气、煤矿瓦斯赋存于煤层中与煤共伴生的以甲烷为主的烃类气体统称,基于煤炭甲烷的能源气体、灾害气体和温室气体的“三重”属性,研发煤层气开发-瓦斯治理-甲烷减排一体化技术,推进煤炭甲烷的高效开发利用,对保障我国能源... 煤炭甲烷是煤层气、煤矿瓦斯赋存于煤层中与煤共伴生的以甲烷为主的烃类气体统称,基于煤炭甲烷的能源气体、灾害气体和温室气体的“三重”属性,研发煤层气开发-瓦斯治理-甲烷减排一体化技术,推进煤炭甲烷的高效开发利用,对保障我国能源安全、生产安全与生态安全具有重要意义.针对煤层气与煤炭全生产周期协调开发的工程接续部署及空间配置关系优化难,构造煤发育赋煤区内煤层气难采、煤矿瓦斯难抽、风排瓦斯量大,低浓度、超低浓度煤炭甲烷利用率低等问题,试图探索提出一体化技术的思路和研究方向.本文系统梳理了煤矿区煤层气开发、瓦斯治理和甲烷减排技术的现状、进展及挑战,探索构建了集“煤炭采前-采中-采后地面井一体化部署与接续抽采技术”、“煤矿采动区地面井抽采-井下钻孔联合部署与协同抽采技术”、“构造煤煤层气开发与煤层降突消突一体化技术”和“煤炭甲烷高浓度-中低浓度-超低浓度梯级开发利用与大气排放管控技术”为一体的煤层气开发-瓦斯治理-甲烷减排一体化技术体系.未来,该一体化技术体系有望在我国煤与煤层气协调开发全周期接续部署、矿区全空间联合抽采瓦斯治理和煤矿生产全周期甲烷浓度梯级利用领域发挥更大作用,推动我国煤矿区煤层气高效勘探开发-瓦斯有效治理-煤炭甲烷全浓度减排与大气排放管控技术领域的工程应用和发展. 展开更多
关键词 煤层气开发 瓦斯治理 煤炭甲烷减排 全周期接续部署 全空间联合抽采 全浓度梯级利用
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中国煤田构造研究的史实概览、主要进展与前景展望 被引量:2
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作者 曹代勇 琚宜文 +9 位作者 夏玉成 姜波 宁树正 魏迎春 王安民 李小明 占文锋 李焕同 王路 蔡卓程 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期1-23,共23页
【背景】煤田构造是煤田地质学的基础内容之一,中国煤田构造研究已有上百年历史,经历了探索、学习、创新的发展历程,取得众多研究成果,为保障我国煤炭长期稳定供应发挥了积极作用。在中国能源结构优化和煤田地质转型升级的时间节点,梳... 【背景】煤田构造是煤田地质学的基础内容之一,中国煤田构造研究已有上百年历史,经历了探索、学习、创新的发展历程,取得众多研究成果,为保障我国煤炭长期稳定供应发挥了积极作用。在中国能源结构优化和煤田地质转型升级的时间节点,梳理煤田构造研究的发展脉络,总结经验、思考新形势下的发展方向,无疑具有重要的现实意义和历史意义。【方法】基于文献分析并结合作者团队的长期科研实践,讨论煤田构造研究的学科性质,回顾国内外煤田构造研究历程,总结我国煤田构造研究所取得的主要成就,分析面临的问题和挑战,展望煤田构造研究的发展趋势。【进展和展望】体现中国特色的煤田构造理论和方法体系是广大煤田地质工作者学习国外先进地质科学理论,立足于我国煤田地质工作实践逐步建立起来的。近年来取得的重要成果包括:深化了对中国煤田构造特征和时空差异性的认识、煤田区域构造和煤盆地构造研究持续深入、构造控煤概念的形成与发展、煤田滑脱构造研究取得重大突破、煤变形–变质作用研究成果显著、煤系矿产的构造控制受到关注、矿井构造研究成为热点方向。我国煤田地质构造的复杂性决定了构造研究在煤炭资源勘查和开发中的重要作用,在今后若干年内,我国煤田构造研究将紧密追踪当代地质科技进展、面向国家和行业发展需求,深化和拓宽研究领域,坚持特色、突出创新,进一步完善和发展中国煤田构造理论与方法体系。 展开更多
关键词 煤田构造 构造控煤 史实概览 研究进展 前景展望
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煤系天然气高效开发在能源转型中的价值及发展方向 被引量:3
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作者 李瑞 向雯婷 +5 位作者 徐凤银 肖宇航 吕帅锋 张晓飞 张乐 阳保科 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期60-72,共13页
天然气资源是能源利用由化石能源向非化石能源转型的过渡能源,煤系天然气是天然气的重要组成部分。为了充分发挥煤系天然气开发在我国“双碳”目标中的优势,对煤系天然气高效开发在能源转型中的价值作用及其发展方向进行了分析与研究。... 天然气资源是能源利用由化石能源向非化石能源转型的过渡能源,煤系天然气是天然气的重要组成部分。为了充分发挥煤系天然气开发在我国“双碳”目标中的优势,对煤系天然气高效开发在能源转型中的价值作用及其发展方向进行了分析与研究。结果表明:我国煤系天然气资源类型多、资源量大且分布广泛,具有大规模高效开发的资源基础。高效开发煤系天然气资源对促进能源低碳发展具有重要意义,能够有效降低高碳化石能源消费占比,减少CH_(4)温室气体排放,与CCUS技术结合实现增产减碳双效应。煤系天然气开发与新能源发展可实现协同促进,可以保障新型灵活电力系统的优质调峰,实现安全高效低成本制氢、利用煤系储氢,以及与地热资源协同互补,提高开发效率。我国目前煤系气井总体单井产量低,且开发技术尚待成熟,这些因素限制了煤系天然气的高效开发。因此,探讨了我国煤系天然气开发的重点攻关方向,包括大力开发深部煤层气资源,增加深部煤层气资源量和储量,突破深部复杂地质条件开采难题;大力实施煤系多类型天然气共探共采,降低煤系多气勘探开采成本并提高煤系气单井产量;大力推动煤矿CH_(4)零排放,降低CH_(4)温室气体排放,提高矿井瓦斯抽采量对天然气产量贡献度;强化CCUS+煤系气资源高效开发,实现CCUS技术与煤系气开发融合发展;强化煤系气开发地质工程一体化,增强煤系气开发技术与储层地质条件的匹配性;促进煤系气开发的数字化和智能化发展进程,利用数字化和智能化技术提升煤系气资源的高效、绿色及低碳开发水平。 展开更多
关键词 煤系天然气 能源低碳发展 CCUS 零排放 储氢 高效开发
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洁净煤地质内涵、现状与未来发展方向 被引量:5
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作者 唐跃刚 王绍清 +4 位作者 王晓帅 郭鑫 王亚丰 薛李苹 Harold H.Schobert 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期36-63,共28页
【目的】勘查与评价低碳、零排放和煤资源利用最大化是21世纪煤地质工作的重要内容。【研究进展】根据煤、煤地质学研究内容及洁净煤技术国内外发展趋势,定义了广义和狭义洁净煤地质学,其中,煤加工利用中提效减排的地质地球化学问题是... 【目的】勘查与评价低碳、零排放和煤资源利用最大化是21世纪煤地质工作的重要内容。【研究进展】根据煤、煤地质学研究内容及洁净煤技术国内外发展趋势,定义了广义和狭义洁净煤地质学,其中,煤加工利用中提效减排的地质地球化学问题是狭义煤地质学研究内容,煤炭勘探开发利用以及生态修复等全煤炭生命周期提效减排是广义洁净煤地质学研究内容。概述了煤中有益成分和有害成分的组成与分布,梳理了影响洁净煤技术的地质因素,主要与成煤作用过程中内生、外生地质作用相关,涉及构造、变质、火山喷发、岩浆侵入,风水搬运沉积,氧化还原,地下水等。详细综述了煤炭资源洁净评价、洁净加工、转化与利用等研究现状,回顾了中国洁净煤地质学的研究进展,归纳为萌芽-探索-成熟-确立-拓展等5个阶段。【问题与展望】提出了成煤作用、有机无机、矿物质和洁净评价等所存在的科学与技术问题;指出,未来化学、物理学、生物学及大数据人工智能等方面的发展为洁净煤地质学及其大型工程带来拓展机遇;未来十年,洁净煤时空分布、绿色智能煤气等共伴生矿产分质共采、洁净煤气化、煤基新材料、地下煤化工、生态修复等是重要研发方向,建议持续关注相关创新研究成果。 展开更多
关键词 洁净煤地质学 影响因素 加工利用 环境 研究现状 发展方向 中国
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基于神经网络模型的煤层气产能预测研究 被引量:1
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作者 金毅 郑晨晖 +5 位作者 宋慧波 马家恒 杨运航 刘顺喜 张昆 倪小明 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期46-56,共11页
目的煤层气产能主要受地质和工程因素影响,阐明这些因素对煤层气井产能的影响机制是实现储层精细改造和煤层气井提产的基础。方法本文以沁水盆地柿庄南区块为研究对象,综合考虑地质背景、储层物性和动态排采数据,利用神经网络算法开展... 目的煤层气产能主要受地质和工程因素影响,阐明这些因素对煤层气井产能的影响机制是实现储层精细改造和煤层气井提产的基础。方法本文以沁水盆地柿庄南区块为研究对象,综合考虑地质背景、储层物性和动态排采数据,利用神经网络算法开展煤层气产能预测。首先,利用灰色关联分析法遴选出10个地质参数作为煤层气产能预测的主控因素,在此基础上,运用模糊数学法实现研究区34口煤层气井富集区划分,最后,根据分类结果,结合实际排采数据,分别利用BP(back propagation)和LSTM(long short-term memory)神经网络算法实现煤层气井日产气量预测。结果结果表明:(1)渗透率、含气饱和度和储层压力梯度等10个参数是影响研究区煤层气产气性能的关键因素;(2)利用模糊数学评价方法评价煤层气的富集,可将研究区34口井产气效果划分为有利区、较有利区和不利区;(3)依托LSTM算法建立了煤储层日产气量预测模型,预测误差值为4.06%~14.79%,平均误差值为11.09%,预测精度明显高于BP神经网络模型,结论根据LSTM算法建立的煤储层日产气量预测模型稳定性好且预测精度高,可作为煤储层产能长程预测的一种有效手段,进而为煤层气开发工艺布施与排采方案制定提供科学依据。 展开更多
关键词 LSTM神经网络 BP神经网络 灰色关联分析 产能预测
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准南低质煤层气原位提质增量研究 被引量:1
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作者 苏现波 丁锐 +8 位作者 赵伟仲 严德天 李瑞明 王一兵 王海超 黄胜海 周艺璇 王小明 伏海蛟 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期532-545,共14页
煤层气作为一种非常规天然气,其开发利用契合国家能源安全目标,更是对碳中和的一种助力。准南是我国重要的煤层气资源富集区之一,也是目前中国煤层气开发的热点地区,但高产井数量不多,稳产困难,迫切需要一种能够增加单井控制范围内煤层... 煤层气作为一种非常规天然气,其开发利用契合国家能源安全目标,更是对碳中和的一种助力。准南是我国重要的煤层气资源富集区之一,也是目前中国煤层气开发的热点地区,但高产井数量不多,稳产困难,迫切需要一种能够增加单井控制范围内煤层气资源量的技术;同时高CO_(2)和高H_(2)S体积分数已经成为该区煤层气的普遍现象,迫切需要一种原位处置这2种有害气体的技术,煤层气生物工程为此类煤层气的“提质增量”提供一种潜在可行技术。现场的跟踪监测以及实验室物理模拟试验表明,CO_(2)的体积分数与储层温度密切相关,产酸发酵细菌和产氢产乙酸菌能够在较为宽广的储层温度下保持活性而产生CO_(2);而相对较低的储层温度下氢营养型产甲烷菌代谢较弱、CO_(2)很难被还原,这是该区CO_(2)的主要成因。此外发现地下水中携带的有机质、SO_(4)^(2-)和原始菌群在运移过程中进行着代谢活动,随着排采的长期进行,当地下水补给速率、排采速率和产甲烷菌的代谢周期相匹配时,就会生成的H_(2)S,被称为后生生物H_(2)S。这2种酸性气体的存在,不仅影响安全生产,也大幅降低了煤层气的“质”。以准南低质煤层气为研究对象,提出了一种微生物介导的煤层气原位提质增量关键技术,并从必要性和可行性两方面阐述了该技术在煤层气增产、CO_(2)原位微生物转化、H_(2)S原位抑制方面的广阔前景。该技术的基本思路是将煤储层作为一个“车间”,微生物作为“劳动力”,将煤和原始储层中CO_(2)作为“生产资料”,制造的“产品”为甲烷,对于CO_(2)实现了生物甲烷化,对于H_(2)S实现了原位抑制,对于煤层气实现了提质增量。该技术涉及的关键挑战包括高效菌群的培养(培育温度范围宽广的氢营养型产甲烷菌)、H_(2)S原位抑制的生物压裂液研制以及提质增量的评价技术。物理模拟CO_(2)微生物甲烷化实验表明随着储层温度的增加,CO_(2)微生物累计甲烷化量逐渐增加,在55℃下达到最大值8.5 m^(3)/t,参与该过程的糖酵解、丙酮酸代谢和TCA循环的关键酶的丰度在55℃下明显高于其他原位厌氧发酵系统,提高了CO_(2)的转化效率与转化量;添加生物抑制剂的非CO_(2)气氛厌氧发酵系统生物甲烷产量为4.5 m^(3)/t,略高于对照组的4.38 m^(3)/t;而气态H_(2)S的体积分数比对照组减少了88.8%,且从第9天开始到产气结束一直为0,实现了H_(2)S的原位抑制。 展开更多
关键词 准噶尔盆地南缘(准南) 低质煤层气 CO_(2)生物甲烷化 H_(2)S原位抑制 提质增量
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中国煤层气商业开发典型案例及启示 被引量:7
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作者 李勇 熊先钺 +4 位作者 徐立富 徐凤银 张伟祺 谢金峰 李昀 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期31-46,共16页
我国煤层气资源具有地域分布广、时域跨度大、品位差异大、地质条件复杂等特征,建立适合差异地质特征的煤层气开发体系能够降低开采难度,推动产业发展。通过系统总结分析30多年来我国煤层气商业开发典型案例,包括潘庄浅部高煤阶、保德... 我国煤层气资源具有地域分布广、时域跨度大、品位差异大、地质条件复杂等特征,建立适合差异地质特征的煤层气开发体系能够降低开采难度,推动产业发展。通过系统总结分析30多年来我国煤层气商业开发典型案例,包括潘庄浅部高煤阶、保德浅部中低煤阶、延川南中深煤层、大宁—吉县深煤层和潘河多薄煤层的地面气井开发,以及两淮、晋城和松藻矿区的井下气体(瓦斯)抽采,取得如下主要认识:潘庄、潘河浅部高煤阶含气量高、渗透率较高、水动力较弱,发育向斜−水文控气模式,形成浅部高煤阶单/多支水平井单层开发模式;针对薄−超薄煤层多层综合含气特征,形成直井多组合立体开发模式。保德中低煤阶含气饱和度高、构造稳定且存在生物气补给,发育正向构造−水文控气模式,形成了浅部中低煤阶大平台丛式井合层开发模式。延川南煤层埋藏相对较深、低孔低渗低压、水动力弱,形成中深煤层有效支撑−精细排采开发模式。大宁—吉县西部煤层埋深大、低孔低渗、游离气含量高、水动力弱,形成了深煤层体积压裂−水平井开发模式。两淮矿区发育松软低透气性高瓦斯煤层群,形成中远距离保护层卸压井上下立体开发技术;晋城矿区发育高透气性高瓦斯原生结构煤,形成中厚硬煤层四区联动井上下立体开发技术;松藻矿区发育松软低渗突出煤层群,形成了近距离三区配套三超前增透开发技术。我国煤层气开发突破了深度极限、厚度下限、单类型气体开发和复杂构造背景局限,形成了中国特色煤层气开发地质理论认识。西北和东北地区中低煤阶煤层气、南方复杂构造区煤层气、大型盆地腹部深−超深煤层气开发潜力仍有待进一步挖掘。我国煤层气开发在不同埋深、煤阶、厚度和构造背景下均实现了显著突破,有望推动和引领全球煤层气产业发展新格局。 展开更多
关键词 深层煤层气 浅层煤层气 瓦斯抽采 薄煤层 体积压裂 富集模式 开发模式
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煤系关键金属矿产研究:中美对比 被引量:1
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作者 代世峰 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期506-515,共10页
关键金属矿产资源对经济发展和国防安全至关重要,从其勘探和开采到分离、提纯和应用全过程,均受到国际社会高度关注,并进入大国间地缘政治较量的核心议题,成为大国地缘政治博弈的重要战场。煤系关键金属矿产是煤地质学、矿床学、冶金学... 关键金属矿产资源对经济发展和国防安全至关重要,从其勘探和开采到分离、提纯和应用全过程,均受到国际社会高度关注,并进入大国间地缘政治较量的核心议题,成为大国地缘政治博弈的重要战场。煤系关键金属矿产是煤地质学、矿床学、冶金学和选矿学等相关领域的研究前沿和热点问题,中国和美国是煤系关键金属研究最重要的2支力量。总结了目前中美两国在煤系关键金属成矿理论、勘探、提取和分离等方向的研究现状,对比分析了彼此的优势和短板。近10 a来,美国在煤系关键金属矿床的发现和分离提取领域取得了长足进展,而中国在煤系关键金属成矿理论、评价指标和标准建立方面取得了重要进展;前者得益于美国能源部统一部署(明确研发时间节点和核心研发技术)与大量资金投入,后者得益于中国的复杂成煤地质条件,使煤系中关键金属矿床种类多、关键金属的组合形式及空间赋存形式多。地缘政治竞争加剧了对关键金属矿产资源控制权的争夺,因此,实事求是地正确认识中美两国煤系关键金属矿产资源状况、研发现状及各自的优势和短板,对进一步发挥我国优势的关键金属矿产资源在大国地缘政治博弈中的作用,应对我国紧缺关键金属矿产稳定供应的严峻挑战以及减少对外部供应链的依赖具有重要作用。 展开更多
关键词 煤系 关键金属 中美对比 提取技术 成矿理论
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延川南区块深部煤炭地下气化地质条件评价及有利区优选
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作者 李鑫 陈贞龙 +5 位作者 郭涛 高小康 肖翠 金晓波 吴财芳 王芳芳 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期44-54,共11页
【目的和方法】煤炭地下气化(UCG)地质条件评价将极大降低其工程风险,科学选址则是UCG工程能否成功的先决条件。为研究延川南区块深部UCG地质条件评价和优选有利区域,对研究区2号煤层的煤岩煤质、煤层赋存、围岩、水文地质、构造等指标... 【目的和方法】煤炭地下气化(UCG)地质条件评价将极大降低其工程风险,科学选址则是UCG工程能否成功的先决条件。为研究延川南区块深部UCG地质条件评价和优选有利区域,对研究区2号煤层的煤岩煤质、煤层赋存、围岩、水文地质、构造等指标进行量化处理,利用TOPSIS法,对各开发区域进行数学评价和等级划分,最终形成有利区、较有利区以及潜在有利区的综合评价结果。【结果】结果表明:研究区2号煤层属于三角洲平原相沉积环境,大部分属于中煤级煤,焦煤、贫煤和瘦煤均有分布;平均水分和灰分平均含量较低,挥发分产率较高,硫分含量则是从低硫煤到高硫煤都有一定发育;煤层厚度较大,稳定性较好,平均夹矸层数和夹矸系数相对较小,煤层结构简单,属于稳定的中厚−厚煤层,煤体结构较完整。2号煤层的顶底板岩性多为泥岩类,围岩综合岩性指数较大,封闭性能好;总体断层分形维数值中等,断层发育程度简单,开发条件较好;研究区地表水部分发育,水文分形维数值中等,地下水封闭系数较大。【结论】整体而言,研究区2号煤层的资源条件和地质条件适合进行UCG工程实施。依据构造、埋深、河流和矿井边界等分布特征,结合地勘资料描述,将目的煤层划分为11个开发单元,有利区主要集中在北部,最有利区域是中北部的单元Ⅴ和Ⅲ,较有利区主要为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ,区域Ⅷ和Ⅺ为煤炭地下气化开发的潜在有利区。 展开更多
关键词 煤炭地下气化(UCG) 深部地质条件评价 TOPSIS法 有利区优选 延川南
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基于改进热–流–力全耦合模型的CO_(2)-ECBM及主控参数研究
10
作者 王新 杨鑫全 +6 位作者 梁冰 孙维吉 徐军 王芳 杨新乐 李维仲 宋永臣 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第9期2942-2957,共16页
CO_(2)-ECBM工程具有能源开发和碳减排的双重效益,热–流–力多物理场耦合数值模拟是探究CO_(2)驱替CH_(4)的有效方式。本文通过改进表观渗透率模型,对热–流–力全耦合模型进行改进,提出并验证了考虑孔径变化的动态表观渗透率、气–水... CO_(2)-ECBM工程具有能源开发和碳减排的双重效益,热–流–力多物理场耦合数值模拟是探究CO_(2)驱替CH_(4)的有效方式。本文通过改进表观渗透率模型,对热–流–力全耦合模型进行改进,提出并验证了考虑孔径变化的动态表观渗透率、气–水两相渗流、非等温竞相吸附、煤层应变的热–流–力全耦合模型,并针对主控参数做进一步研究。研究结果表明:表观渗透率受毛细孔和微裂隙尺寸、黏性流动、Kundsen扩散、吸附气表面扩散共同影响。孔裂隙尺寸变化由储层内渗流过程和体积应变决定;储层内流动过程受气体压力和体积应变耦合作用,压力越高黏性流动对表观渗透率的影响越大。对体积应变影响从低到高依次是储层温度、混合气体压力、储层地质条件以及气体吸附/解吸。较高的CO_(2)注入压力对CH_(4)产出和CO_(2)封存具有正向作用。较高的煤层初始温度增加了CO_(2)气体吸附难度,驱替效果下降,CO_(2)封存量减少。 展开更多
关键词 CO_(2)-ECBM 多场耦合 多相流 表观渗透率
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分形毛细管束中溶质对流-扩散传质行为研究
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作者 金毅 黄欢 +3 位作者 宋慧波 郑军领 董佳斌 董文浩 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期124-133,共10页
探明煤层气在煤储层中的运移规律对煤层气高效开发和产能评估至关重要。煤层气在储层通道中的运移隶属对流、扩散的耦合,受限于孔隙结构复杂形貌,而传统连续介质理论难以准确表征孔隙结构多尺度分形特征对对流-扩散耦合输运过程的控制... 探明煤层气在煤储层中的运移规律对煤层气高效开发和产能评估至关重要。煤层气在储层通道中的运移隶属对流、扩散的耦合,受限于孔隙结构复杂形貌,而传统连续介质理论难以准确表征孔隙结构多尺度分形特征对对流-扩散耦合输运过程的控制性作用。目的为了深入阐释复杂多尺度孔隙结构中煤层气对流-扩散耦合传质的内在机理。方法首先,依托分形拓扑理论构建分形毛细管束模型,以定量表征孔隙结构的几何异质性与拓扑连通性;其次,结合经典Taylor-Aris方程,推导耦合孔隙结构尺度不变特征的溶质对流-扩散数学传质方程;最后,借助格子Boltzmann方法模拟分形毛细管束中溶质的对流-扩散过程,并阐释了孔隙结构分形特征对溶质输运的影响机制。结果结果表明,对流-扩散数学传质方程可精准预测溶质有效扩散系数,具有较好的适配性;管道弯曲度分形维数、缩放间隙度、最大管径等孔隙结构特征参数制约着溶质对流-扩散行为。具体地,管道弯曲度分形维数反比于有效扩散系数,而缩放间隙度和最大管径与有效扩散系数呈良好正相关关系,并以控制流体流速的形式影响溶质对流-扩散过程。结论研究结果可为煤储层中煤层气复杂运移规律研究提供理论与方法参考,进而为煤层气产能精准预测及储层压裂改造方案的优化提供理论支撑与决策支持。 展开更多
关键词 对流-扩散 毛细管束 分形拓扑 有效扩散系数 格子BOLTZMANN方法
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基于分子结构差异的镜/暗煤纳米孔隙对H_(2)O吸附的影响
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作者 马东民 唐晨璐 +6 位作者 陈跃 王怀厂 李国富 季长江 王丽雅 祝浩冉 刘赞 《现代地质》 北大核心 2025年第5期1349-1362,共14页
煤的分子结构差异是宏观煤岩性质变化的根本原因,而不同宏观煤岩组分的纳米孔隙结构又直接影响到煤层气的吸附/解吸特性。尽管在煤分子结构的研究方向已有诸多探索,但针对不同宏观煤岩组分展开研究,构建大分子结构模型并在此基础上分析... 煤的分子结构差异是宏观煤岩性质变化的根本原因,而不同宏观煤岩组分的纳米孔隙结构又直接影响到煤层气的吸附/解吸特性。尽管在煤分子结构的研究方向已有诸多探索,但针对不同宏观煤岩组分展开研究,构建大分子结构模型并在此基础上分析纳米孔隙结构中能量变化及吸附特性差异的研究尚不多见。为了探究不同宏观煤岩组分的纳米孔隙微观结构对H_(2)O吸附特征,采用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法及分子动力学模拟技术,研究不同温度、不同压力、不同孔径的狭缝型镜/暗煤分子模型对H_(2)O的饱和吸附、等温吸附及等量吸附热特征。结果表明,暗煤的接触角与润湿热大于镜煤,反映出暗煤的水润湿性优于镜煤。在煤分子模型饱和吸附H_(2)O的模拟中,由于微观结构中暗煤的含氧官能团含量高于镜煤,故暗煤的吸附热和吸附量均大于镜煤。在不同狭缝孔等温吸附模拟中,H_(2)O的吸附量和吸附热均与温度呈负相关关系,与压力和孔径大小呈正相关关系。孔径增大,H_(2)O的等量吸附热呈减小趋势。这是由于煤的各相异性,H_(2)O的赋存空间变大,更多分子处于游离态,同样使得煤样与H_(2)O的相互作用机会减少,因此等量吸附热随着孔径的增大而减小。 展开更多
关键词 宏观煤岩组分 纳米孔隙 巨正则系综蒙特卡洛模拟 等温吸附 吸附热
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西湖凹陷平南地区新生代火山机构特征
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作者 孙乃泉 江东辉 +3 位作者 潘杰 高阳 蒲仁海 董新旭 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期215-225,共11页
【研究意义】东海陆架盆地西湖凹陷平湖斜坡带南部火成岩发育,岩浆活动导致的局部地温升高对烃源岩热演化和砂岩储层次生孔隙形成具有重要影响,同时也是区域构造运动的一个重要指示,对于理解区域地质历史具有重要意义。【目的和方法】... 【研究意义】东海陆架盆地西湖凹陷平湖斜坡带南部火成岩发育,岩浆活动导致的局部地温升高对烃源岩热演化和砂岩储层次生孔隙形成具有重要影响,同时也是区域构造运动的一个重要指示,对于理解区域地质历史具有重要意义。【目的和方法】为明确西湖凹陷平湖斜坡带南部盖层火成岩形成期次和分布规律,综合前人研究成果和邻区数据,利用三维地震数据及相关属性,结合钻井、录井和测井资料,分析了火山岩类型、分布地层和范围;通过地层年代学、火山机构形态及其与围岩的接触关系,探讨了火成岩的形成期次。【结果和结论】研究结果表明:(1)平南地区火成岩地震相可分为火山通道相、爆发相、溢流相和侵入相,其中盾状火山机构和丘状火山机构最为发育。(2)岩浆活动可分为3期,中新世末期区域性龙井运动岩浆活动最为强烈,影响范围最广;玉泉组沉积晚期和三潭组沉积早期为局部小规模构造运动,岩浆活动较弱,影响较小。(3)研究区发育5个与岩浆活动有关的岩性、低幅度披覆背斜和断裂复合圈闭。研究成果为后续西湖凹陷平湖斜坡带南部油气勘探开发提供参考。 展开更多
关键词 西湖凹陷 岩浆活动 火山机构 地震响应特征
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盘州地区峨眉山玄武岩组煤夹层储层特征初探
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作者 唐代学 王艇 +1 位作者 冯运富 田永红 《煤炭技术》 CAS 2025年第1期111-115,共5页
通过松河井田煤层气探井及相关资料,论证了该区峨眉山玄武岩组煤系夹层32^(#)煤层发育情况、煤层特征等;对比分析了玄武岩组煤系夹层32^(#)煤与龙潭组3^(#)煤在煤体结构、煤层厚度、渗透率、含气性等煤储层特征,认为玄武岩组32^(#)煤层... 通过松河井田煤层气探井及相关资料,论证了该区峨眉山玄武岩组煤系夹层32^(#)煤层发育情况、煤层特征等;对比分析了玄武岩组煤系夹层32^(#)煤与龙潭组3^(#)煤在煤体结构、煤层厚度、渗透率、含气性等煤储层特征,认为玄武岩组32^(#)煤层气抽采前景较好,可作为龙潭组煤层气地面抽采的有效补充。 展开更多
关键词 峨眉山玄武岩组 煤系夹层 储存特征 松河井田
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鄂尔多斯盆地东缘煤层生物产气与菌群代谢特征
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作者 张伟 张继坤 +4 位作者 王泽斌 张庆丰 孙晓光 王英明 李子玲 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期172-178,共7页
针对鄂尔多斯盆地东缘煤层气井进入生产中后期出现的产量下降的问题,探索采用生物增产技术作为潜在增产措施。采集低产井产出液作为菌源,结合煤样开展生物产气模拟实验,系统分析了代谢中间产物、关键酶活性、微生物群落结构及功能代谢... 针对鄂尔多斯盆地东缘煤层气井进入生产中后期出现的产量下降的问题,探索采用生物增产技术作为潜在增产措施。采集低产井产出液作为菌源,结合煤样开展生物产气模拟实验,系统分析了代谢中间产物、关键酶活性、微生物群落结构及功能代谢途径等参数的变化特征。实验结果表明,煤样在低产井菌源活化条件下具有一定的产甲烷潜力,单位质量煤甲烷产量达1.15 mL/g;微生物降解煤中有机底物,产生有机酸、醇类和H2等中间产物,作为产甲烷菌底物的酸类物质在体系中被及时降解并相互转化;辅酶F_(420)、氢化酶和纤维素酶活性与生物产气量的变化趋势一致,相关菌群代谢活性同时变化。产气系统中假单胞菌属占比达到57.40%,甲烷八叠球菌属和产甲烷袋菌属占主导地位,其占比合计超过98%,细菌多样性高于古菌,共同作用参与了煤大分子物质的降解与转化。生物产气过程中产甲烷菌参与了甲烷代谢的3种途径,最大程度提高了产甲烷效率。乙酸营养型的甲烷产量占51.5%,氢营养型和甲基营养型甲烷产量分别占30.4%、18.1%。发酵系统中优势古菌菌群能够参与不同的甲烷合成途径,最终产生了生物甲烷。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地东缘 煤层 生物产气 菌落代谢 代谢途径 中间产物 菌群结构
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黔北煤田大顶坡背斜晚二叠世煤中锂元素特征及其成因
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作者 李碧 徐阳东 +4 位作者 王方发 丁允龙 钟方军 李熹 吴林 《中国煤炭地质》 2025年第7期30-37,48,共9页
煤形成过程中由于某种特殊地质地球化学条件可以富集战略性金属,形成煤中有益伴生矿产。在黔北煤田大顶坡背斜晚二叠世可采煤层中采取样品,采用工业分析、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱、X射线衍射、带能谱扫描电镜、逐级化学提... 煤形成过程中由于某种特殊地质地球化学条件可以富集战略性金属,形成煤中有益伴生矿产。在黔北煤田大顶坡背斜晚二叠世可采煤层中采取样品,采用工业分析、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱、X射线衍射、带能谱扫描电镜、逐级化学提取试验、自动化矿物分析系统及焙烧-浸出试验等手段进行分析测试。结果表明,4、9、15煤层锂元素含量平均值达到了可提取标准;煤中锂主要为硅酸盐结合态,且与含钛高岭石呈正相关性;锂存在于载体矿物的层间结构中。研究表明,龙潭组上段煤中锂富集可能与同沉积的酸性火山灰相关;下段15煤中锂元素含量有所增高,与酸性源岩相关;锂主要形成于潮坪相海陆交互成煤环境。研究成果可以为高效清洁利用煤中锂资源提供一定依据。 展开更多
关键词 煤中锂 赋存特征 蚀源区源岩 同沉积火山灰 成煤环境
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评论:基于机器学习测井反演的煤体结构评价:以鄂尔多斯盆地榆林地区本溪组8号煤为例
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作者 严德天 《地质科技通报》 北大核心 2025年第4期1-1,共1页
“双碳”目标下,非常规油气资源的高效开发至关重要,煤层气作为一种具有代表性的新型清洁优质能源,其研究正逐步向复杂煤系地层以及深部煤层发展。煤体结构是煤层地质演化过程中内部破坏变形程度的表征,直接影响煤岩孔裂隙系统以及非均... “双碳”目标下,非常规油气资源的高效开发至关重要,煤层气作为一种具有代表性的新型清洁优质能源,其研究正逐步向复杂煤系地层以及深部煤层发展。煤体结构是煤层地质演化过程中内部破坏变形程度的表征,直接影响煤岩孔裂隙系统以及非均质性,煤体结构准确判识对于煤层气开发具有重要意义。 展开更多
关键词 机器学习 鄂尔多斯盆地 煤体结构 测井反演
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闽西煤矿区地质构造基本特征及演化分析
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作者 邱占林 郭鑫 +5 位作者 曾东富 王占谠 覃琼 赖景祥 曾桂玲 宋柏霖 《现代矿业》 2025年第10期132-138,共7页
为查明闽西煤矿区地质构造的基本情况,通过分析其所处的区域构造背景,并结合生产实际揭露的工程资料,采用构造分析法对闽西煤矿区褶皱、(缓)断裂、准同生构造等地质构造基本特征进行了统计和初步总结。在此基础上,对其构造应力场以及形... 为查明闽西煤矿区地质构造的基本情况,通过分析其所处的区域构造背景,并结合生产实际揭露的工程资料,采用构造分析法对闽西煤矿区褶皱、(缓)断裂、准同生构造等地质构造基本特征进行了统计和初步总结。在此基础上,对其构造应力场以及形成演化模式进行了初步研究。结果显示:矿区内近EW向构造叠加以及早期EW向构造改造使区域构造更趋于复杂化;区内典型构造总体上属于下滑上推式、上滑下推式或又滑又推式叠加型构造。褶皱构造主要为近NE和NWW向,与区域主要大地构造的展布方向基本吻合;断层构造以走向断层和高角度断层为主,与区域构造应力场的主应力方向基本一致,且经历了印支晚期、燕山早—晚期、喜山晚期等多期次主要构造变动,并对应于滑覆构造、逆冲推覆型或推滑型边界断裂、控煤构造的形成演化。而且,燕山期岩浆活动对逆冲推覆构造等矿区总体构造轮廓的产生具有决定性意义。该研究可为今后在类似构造特征发育地区寻找隐伏煤炭资源以及煤矿顶板安全管理等提供一定的理论参考与借鉴。 展开更多
关键词 闽西煤矿区 地质构造 构造特征 演化模式 构造体系
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矿区地质构造分析及其对找矿效果的影响
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作者 庞清媛 龙涛 +2 位作者 李荣志 丁大庆 张晓 《世界有色金属》 2025年第7期85-87,共3页
本研究系统分析了矿区地质构造特征及其对找矿效果的影响,着重探讨了断裂构造、褶皱构造和岩浆构造等主要地质构造对矿体赋存的控制作用。通过应用地震勘探、三维地质建模等多种地质构造分析方法,揭示了不同构造类型对矿体形成、分布及... 本研究系统分析了矿区地质构造特征及其对找矿效果的影响,着重探讨了断裂构造、褶皱构造和岩浆构造等主要地质构造对矿体赋存的控制作用。通过应用地震勘探、三维地质建模等多种地质构造分析方法,揭示了不同构造类型对矿体形成、分布及浓集的作用机理,并构建了适用于复杂构造区的找矿模型。研究表明,地质构造的解析精度对矿体定位具有关键影响,尤其是在复杂地质条件下,合理的构造模型能够有效提高找矿效率和成功率。本研究为今后在类似构造区域的矿产勘查提供了理论支撑和技术指导,具备一定的推广应用价值。研究结果丰富了矿区构造地质与矿体分布关系的理论体系,为提升找矿效率、优化找矿策略提供了新的思路。 展开更多
关键词 矿区 地质构造 找矿效果
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延川南深部煤层气开发关键技术与地质工程一体化实践 被引量:5
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作者 陈贞龙 王运海 +4 位作者 刘晓 崔彬 杨松 李鑫 房启龙 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期142-151,共10页
【目的和方法】针对深部煤层气储层非均质性强、开发井网部署模式单一、常规水力压裂适用性较差、传统排采周期过长以及低效井占比大等难题,以国内首个深部煤层气田−延川南煤层气效益开发实践为例,力图通过深部煤层气地质工程一体化技... 【目的和方法】针对深部煤层气储层非均质性强、开发井网部署模式单一、常规水力压裂适用性较差、传统排采周期过长以及低效井占比大等难题,以国内首个深部煤层气田−延川南煤层气效益开发实践为例,力图通过深部煤层气地质工程一体化技术的深度融合,形成延川南深部煤层气的高效开发建产模式。【结果和结论】结果表明:(1)延川南深部煤层气田规模化产能建设历经规模建产、技术攻关、创新推广3个开发阶段,形成了“四元耦合”地质工程“双甜点”优选和高效开发地质认识,创立了“有效支撑”压裂理念及储层改造关键配套技术,提出了“四段三稳三控”优快上产排采等针对性技术,平均见气周期由240 d缩短至30 d,单井产量实现大幅提升,定向井单井日产气量达2.0万m3,水平井单井日产气量达6.5万m3。(2)深部煤层气非均质性强、效益开发难度大,产能建设按照“整体部署、分批实施、评建一体、滚动建产”的思路,不断评价调整地质工程“双甜点”区,及时优化开发方案,有效规避低效井成批出现,产能到位率由最初84%提升至100%,经济效益明显提高。(3)立足井位部署−钻完井−储层改造−试气排采−集输处理等气藏全生命周期,遵循地质工程一体化理念,形成了“储量−井网−缝网”相匹配的合理井距,单井动用储量提高30%~50%;建立了“提速+降本”为核心的优快钻完井技术,钻进速度较早期提速34%;提出了“高低压分输+三级增压+站间互通”为内涵的低压集输工艺技术,平台投资降低10.8%、节约用地20%。延川南煤层气田地质工程一体化实践,为深部煤层气产业发展提供了技术支持,具有较好的示范和带动意义。 展开更多
关键词 延川南 深部煤层气 高效开发 有效支撑压裂 地质工程一体化
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