国家自然科学基金(41372163)
- 作品数：22 被引量：285H指数：7
- 相关作者：孟召平师修昌刘珊珊李超张娟更多>>
- 相关机构：中国矿业大学（北京）三峡大学河南财经政法大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球矿业工程自动化与计算机技术石油与天然气工程更多>>
- 废弃煤矿采空区煤层气资源评价模型及应用被引量：58
- 2016年
- 如何评价废弃煤矿采空区煤层气资源是其开发中遇到的关键问题。在对煤炭开采覆岩变形破坏规律研究的基础上,通过理论分析和数学推导,建立了废弃矿井煤层气资源量评价模型和方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价。研究结果表明,煤炭开采导致采场周围岩体应力重新分布,引起煤层顶底板岩体发生变形与破坏。采空区煤层气资源主要由吸附气和游离气组成,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。基于采动覆岩变形破坏分带特征,根据破碎岩体孔隙率和碎胀系数关系,分别建立了采空区垮落带和断裂带内岩体孔隙体积模型。结合煤层气资源在废弃矿井中的分布特征,考虑煤炭开采采空区积水情况,建立了采空区积水量计算和含水饱和度计算模型,提出了废弃矿井煤层气资源量计算方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价分析,评价结果认为,废弃煤矿采空区煤层气资源丰富,井田面积为6.5 km2,二叠系山西组3号煤层煤层气总资源量为5.871 7×108m3,其中吸附气资源5.835 3×108m3,游离气资源0.036 4×108m3,资源丰度为0.902 0×108m3/km2。
- 孟召平师修昌刘珊珊田永东李超
- 关键词：废弃煤矿采空区煤层气资源
- 德惠断陷断裂演化及其与油气的关系研究被引量：3
- 2016年
- 断裂演化在德惠断陷发育过程中起着十分重要的作用,基底断裂和盖层断裂分别发挥着不同的作用。基底断裂分段演化和交错联接的特点控制着断陷的边界、构造单元的划分、物源输入通道和充填样式;同时,基底断裂的演化和多期活动也直接影响了盖层断裂发育、沉积建造和局部构造形成。盖层断裂主要控制着局部构造发育、油气运移、聚集成藏;同时,对储层的发育、砂体的展布,也起着一定的控制作用。
- 王玉柱宁松华王海荣姜忠诚
- 关键词：油气藏
- 大柳塔煤矿多煤层开采覆岩变形破坏模拟研究被引量：14
- 2015年
- 针对大柳塔煤矿远距离多煤层开采冒裂带发育及采动影响问题,通过相似模拟和数值模拟计算,系统研究了2个主采煤层开采过程中覆岩垮落、裂隙发育及地表沉陷规律。研究结果表明:浅部2-2煤覆岩主关键层破断后,顶板基岩会发生直达地表的整体切落现象,5-2煤一次采全高长壁开采冒裂带连通上部采空区,形成工作面涌水的导水通道;重复采动岩层与地表移动和变形值增大,非连续性破坏增加;采空区上覆岩体依据主应力分布可划分为双向拉应力区、拉压应力区和压应力区3个区,主应力状态对采动裂隙的形成、发育起着控制作用;采动影响与工作面几何参数密切相关,地表沉陷随着工作面斜长或采厚的降低而减小。研究成果对大柳塔及类似条件下的煤矿安全开采与设计有指导意义。
- 师修昌孟召平杨圣张纪星
- 关键词：多煤层开采覆岩破坏地表下沉
- 晋城矿区煤体结构及其测井响应特征研究被引量：37
- 2015年
- 煤体结构是影响煤层气开发效果的重要因素,准确评价煤体结构是煤层气勘探开发研究的一个关键问题。根据煤体破裂的程度,参照《防治煤与瓦斯突出细则》中煤的破坏类型划分方案,将煤体结构划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构、碎粒结构和糜棱结构,前两者为原生结构煤;后三者为构造煤。以沁水盆地南部晋城矿区典型矿井为对象,分析了不同煤体结构的测井响应特征。研究发现:随着煤体破碎程度的增高,井径、声波时差、补偿中子、自然电位值和自然伽马响应逐渐增强,电阻率、密度响应逐渐减弱;原生结构煤的自然伽马、自然电位、补偿中子、井径和声波时响应较弱,电阻率和密度响应较强,构造煤反之。
- 孟召平刘珊珊王保玉于振锋
- 关键词：煤层气煤储层煤体结构测井响应
- 浅部隔离煤柱对覆岩运移的控制及其合理留设被引量：4
- 2019年
- 为了揭示西部浅埋工作面沿倾向方向开采时隔离煤柱对覆岩运移的控制作用,以大柳塔煤矿为工程背景,采用相似材料模拟试验方法,分析工作面开采中隔离煤柱对覆岩垮落、移动变形的控制作用及其应力变化特征,并确定煤柱的合理留设。研究结果表明,采区倾向方向上,由于工作面间存在隔离煤柱,各工作面开采会形成彼此独立的垮落带,隔离煤柱有效地分隔了相邻工作面垮落空间的横向贯通和纵向扩展,隔开了相邻工作面上覆岩层沉降曲线;覆岩垮落高度与工作面倾向开采长度密切关系,非充分采动较充分采动时覆岩垮落高度明显降低。在煤层开采过程中,留设30m宽的1#~4#煤柱处于稳定状态,但3#、4#煤柱安全性较低。理论计算出了2-2煤和5-2煤合理煤柱宽度分别为18.6m、24.5m,得出了避开煤柱集中应力与控制地表均匀沉降的上下煤层煤柱最佳错距为95.5m。
- 师修昌
- 关键词：隔离煤柱煤柱应力
- 高演化富有机质页岩和高煤阶煤中甲烷吸附—扩散性能的实验分析被引量：5
- 2015年
- 煤/页岩中甲烷的吸附—扩散性能是煤层气/页岩气资源评价的关键参数之一。通过对晋城矿区寺河井田二叠系山西组3号煤层样和华南古生界下志留统龙马溪组页岩样进行低温液氮和甲烷等温吸附实验,剖析了高演化富有机质页岩和高煤阶煤中甲烷的吸附—扩散性能,建立了煤/页岩中甲烷的吸附—扩散性模型,对比分析了煤/页岩中甲烷的吸附—扩散性能的差异性和控制机理。结果表明,高演化富有机质页岩样和高煤阶煤样的孔容均主要由介孔和大孔贡献,比表面积主要由微孔和介孔贡献,且高演化富有机质页岩样纳米孔隙更发育,比表面积和孔容要大于煤样。高演化富有机质页岩和高煤阶煤中甲烷的吸附和扩散规律服从Langmuir方程,高演化富有机质页岩中甲烷吸附性能明显低于高煤阶煤,且随着高演化富有机质页岩TOC含量的增加而增高;但其对甲烷扩散性能要高于高煤阶煤一个数量级。高演化富有机质页岩样中孔隙多为开放型,而高阶煤基质孔隙多为半封闭型。对于半封闭型孔隙,强吸附质的溶入会改变吸附剂的大分子结构,其吸附与解吸过程不是可逆的,存在解吸滞后现象,导致高演化富有机质页岩与高煤阶煤中甲烷解吸—扩散过程与扩散—吸附过程中的扩散性能差异性。
- 孟召平刘金融李国庆
- 关键词：扩散
- 基于中子测井参数的页岩气储层孔隙压力预测模型及应用
- 2015年
- 页岩井测井参数可以对地层流体孔隙压力进行预测,如何确定根据测井参数预测孔隙压力的模型成为预防钻井事故与预测含气量等的关键问题。而工程上以声波时差测井数据预测储层压力模型方法较为成熟。以湖南X1井为研究对象,通过研究中子测井数据与孔隙度间的关系,推导出密度孔隙压力模型,与常用的声波时差孔隙压力模型分别求得页岩储层孔隙压力,并针对背离正常压实趋势的超压层段进行计算。选取X1井620~693 m井段,将新型中子参数孔隙压力模型结果与常用声波时差孔隙压力模型结果进行对比分析。结果表明：新型中子参数孔隙压力模型能够较好地预测目标段页岩储层孔隙压力。
- 刘尉张凯
- 关键词：中子测井孔隙压力超压
- 西山区块煤储层含气性及甲烷碳同位素分布特征被引量：2
- 2017年
- 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。
- 黄平孟召平陈慧诚王俊耀
- 关键词：影响因素
- 不同煤体结构煤的吸附性能及其孔隙结构特征被引量：96
- 2015年
- 煤的吸附能力是决定煤层含气量的重要参数。采用沁水盆地东南部赵庄井田二叠系山西组3号煤4个不同煤体结构的高煤阶煤样,通过等温吸附试验分析了不同煤体结构煤样在不同温度和压力下的吸附性能;同时对不同煤体结构煤样进行了低温液氮吸附实验,分析了不同煤体结构煤的孔隙结构特征,从煤体孔隙结构层面分析了不同煤体结构煤的吸附控制机理。结果表明:煤样升压吸附符合Langmuir等温吸附方程,饱和吸附量随煤体破坏程度的增加而增高,随着温度的增高而降低。随着煤体破坏程度的增高,孔容和比表面积也相应增大,孔容主要由中孔贡献,比表面积主要由微孔贡献,糜棱煤的孔容和比表面积在不同孔径阶段均最大,其次为碎粒煤、碎裂煤和原生结构煤;低温液氮吸附实验结果与等温吸附试验反映一致规律,这些说明,在同一地质条件下,煤体结构破坏越严重的地区煤层含气量越高。
- 孟召平刘珊珊王保玉田永东武杰
- 关键词：煤体结构孔隙结构温度煤层气
- 厚松散含水层下固体充填采煤岩层移动控制与实践被引量：2
- 2019年
- 为了避免近厚松散含水层下煤层开采地下水溃入工作面,对五沟煤矿CT101工作面采用固体充填采煤技术,通过FLAC 3D数值模拟软件分析了固体充填采煤地表下沉、岩层移动、支承压力分布和覆岩破坏高度特征,在此基础上,揭示了固体充填采煤岩层变形破坏过程。研究结果表明,固体充填能大幅度减小岩层和地表的移动变形,降低工作面周围支承压力和导水裂缝带高度;固体充填采煤上覆岩层移动变形分为未充填采煤、固体充填体填入和充填采煤推进3个阶段,充填前顶板弯曲变形产生微小断裂,充填后固体充填体支撑了悬露的顶板,限制了顶板进一步断裂。最后通过现场工程实践,得出CT101工作面充填综采工作面的岩层移动控制效果良好,导水裂缝带高度仅为9.58 m,实现了厚松散含水层下煤层的安全开采。
- 张纪星师修昌
- 关键词：充填采煤岩层移动导水裂缝带
