中国煤炭地质研究取得的重大进展与今后的主要研究方向 被引量：49

1

作者 王佟 邵龙义 +11 位作者 夏玉成 傅雪海 孙玉壮 孙亚军 琚宜文 毕银丽 于景邨 谢志清 马国东 王庆伟 周兢 江涛 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期242-262,共21页

国务院关于加强地质工作决定发布以来,中国煤炭地质勘查技术研究与找矿取得了重大成就,保障了国家对能源资源的需求。但当前符合科学绿色开发的煤炭产能比例仍然偏低,在开发条件较好、已经逐渐成为煤炭主力产区的西部地区,水资源破坏和... 国务院关于加强地质工作决定发布以来,中国煤炭地质勘查技术研究与找矿取得了重大成就,保障了国家对能源资源的需求。但当前符合科学绿色开发的煤炭产能比例仍然偏低,在开发条件较好、已经逐渐成为煤炭主力产区的西部地区,水资源破坏和地表生态损伤严重仍制约着西部煤炭资源的绿色开发。煤炭利用面临着大气污染控制、温室气体减排和生态环境保护的多重压力。煤炭地质科学研究仍然存在着8个方面的研究重点亟待提升。 展开更多

关键词 煤炭地质研究 十大进展 主要研究方向

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煤层含气量的测试、模拟与预测研究进展 被引量：39

2

作者 傅雪海 张小东 韦重韬 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期13-31,共19页

煤层含气量是煤层气资源勘探和开发的关键参数,我国煤层气(瓦斯)含量直接测试是通过地面或井下钻孔钻取煤心在大气压条件下解吸,一方面取心和装罐过程中煤样中部分水溶气、游离气,甚至发生解吸的极少部分吸附气被逸散;另一方面在储层压... 煤层含气量是煤层气资源勘探和开发的关键参数,我国煤层气(瓦斯)含量直接测试是通过地面或井下钻孔钻取煤心在大气压条件下解吸,一方面取心和装罐过程中煤样中部分水溶气、游离气,甚至发生解吸的极少部分吸附气被逸散;另一方面在储层压力直接降为大气压的解吸过程中部分气体被“气锁”不能完全解吸,均导致煤层含气量实测值偏低.本文对比分析了我国煤层含气量测试方法、测试标准的演化历程,系统评述了校正系数、气体相态、带压逐级降压解吸、地史演化、煤层气井产气量历史匹配等物理模拟和数值模拟煤层含气量的可靠性及含气梯度法、煤级-压力-等温吸附曲线法、地球物理解释技术、人工智能技术等预测方法的适应性,认为增加样品重量至2kg、减少损失时间至小于5min、增长解吸时间至24h、稳定在煤层原位温度、保持样品压力能提高煤层含气量直接测试的精度,密封保压取心能减少损失气估算的误差;测试与模拟相结合的方法不仅可以缩短测试时间至1d,而且还能获得煤层全部水溶气、游离气含量;钻孔密封保压取心后在储层温度下带压逐级降压解吸所测试的煤层含气量能够反映原位煤层的真实含气量;三相态含气量、带压逐级降压解吸、校正系数和煤层气井产气量历史匹配可以获得接近原位煤层的含气量;依据地质条件合理选择煤层含气量预测方法,包含煤岩、煤质、围岩封闭性、埋深和地球物理响应值的人工智能技术预测的煤层含气量可信度高.研究结果表明:沁水煤田晋城矿区无烟煤储层煤层气资源勘探实测煤层含气量是煤炭资源勘探实测煤层含气量的1.32~1.44倍,煤层气产量历史匹配与带压逐级降压解吸获得的煤层含气量是煤层气资源勘探实测煤层含气量的1.17~1.46倍. 展开更多

关键词 煤层气 含量 测试 模拟 预测 研究进展

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山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层评价指标体系 被引量：18

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作者 傅雪海 张苗 +2 位作者 张庆辉 朱炎铭 郭英海 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1654-1660,共7页

针对煤系泥页岩气地质资源量估算偏大的问题,选择山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层,通过页岩气日均产气量衰减率和经济下限产气量分析,提出了独立储层和组合储层的概念;基于492件实测泥页岩样品,评价了煤系泥页岩干酪根类型和TOC含量... 针对煤系泥页岩气地质资源量估算偏大的问题,选择山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层,通过页岩气日均产气量衰减率和经济下限产气量分析,提出了独立储层和组合储层的概念;基于492件实测泥页岩样品,评价了煤系泥页岩干酪根类型和TOC含量;通过泥页岩单位TOC含量吸附量和实测泥页岩含气量评价了泥页岩有机质成熟度和含气量的关系;基于与海相页岩气剖面资源量等量原则评价了煤系泥页岩厚度;基于煤层Ro、含气饱和度与埋深的正相关趋势,将煤系泥页岩埋深划分为<1 000,1 000~1 500和>1 500 m三种类别;基于128件实测泥页岩样品,将煤系泥页岩脆性矿物含量划分为<30%,30%~40%和>40%三个类别。基于煤系泥页岩有机质成熟度、总有机碳含量、含气量、埋深、厚度及脆性矿物含量6个参数,将山西省域石炭二叠纪海陆交互相煤系泥页岩储层划分为组合有利储层、组合较有利储层和组合不利储层。 展开更多

关键词 泥页岩气储层 煤系 评价指标 山西省域

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低渗高突煤层体系化瓦斯治理关键技术研究 被引量：14

4

作者 付江伟 傅雪海 +2 位作者 刘琦 靳晓华 陈亮 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期109-115,共7页

为了解决制约我国煤矿安全高效生产的低渗高突煤层瓦斯治理难题,针对低渗高突煤层瓦斯治理的特殊性和难点,提出低渗高突煤层体系化瓦斯治理概念及科学内涵,凝练出N2泡沫压裂储层改造、定向羽状多分支水平井开采、对接井水力运移卸压开... 为了解决制约我国煤矿安全高效生产的低渗高突煤层瓦斯治理难题,针对低渗高突煤层瓦斯治理的特殊性和难点,提出低渗高突煤层体系化瓦斯治理概念及科学内涵,凝练出N2泡沫压裂储层改造、定向羽状多分支水平井开采、对接井水力运移卸压开采、条带式井上下联动卸压开采、区域递进式井上下联动抽采、井上下联动抽采系统优化、采掘活动卸压带瓦斯抽采、井下钻-割-压-冲-注一体化瓦斯治理8项关键技术。研究表明：体系化瓦斯治理是保障低渗高突煤层安全开采的一种有效模式,充分考虑和结合煤矿生产特点,根据规划区、准备区、生产区不同阶段任务安排,做好超前规划和有序衔接,是体系化瓦斯治理关键技术最终取得良好瓦斯治理效果的关键。 展开更多

关键词 低渗高突 瓦斯 体系化治理模式 卸压增透 井上下联合 水力化集成工艺

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煤系灰岩气的发现及意义 被引量：14

5

作者 傅雪海 陈振胜 +1 位作者 宋儒 张庆辉 《中国煤炭地质》 2018年第6期59-63,共5页

针对霍西煤田义棠煤矿开采太原组低瓦斯含量的9~#、10~#煤层出现瓦斯超限现象,通过野外和井下观测,结合煤炭地质勘探和矿井开拓成果,研究了9~#、10~#煤层顶板K_2灰岩瓦斯赋存特征。结果表明印支期和喜玛拉雅早期构造叠加形成了大西庄背... 针对霍西煤田义棠煤矿开采太原组低瓦斯含量的9~#、10~#煤层出现瓦斯超限现象,通过野外和井下观测,结合煤炭地质勘探和矿井开拓成果,研究了9~#、10~#煤层顶板K_2灰岩瓦斯赋存特征。结果表明印支期和喜玛拉雅早期构造叠加形成了大西庄背斜构造圈闭,燕山中期异常热事件的强烈生烃作用为圈闭提供了瓦斯气源,后期地下水的封堵和K_2灰岩顶部巨厚暗色泥岩的封闭使煤系灰岩气藏得以保存。煤矿开采排水导致K_2灰岩地下水位下降,瓦斯从灰岩裂隙/缝-溶洞中涌出导致瓦斯超限。在井下利用钻孔抽采K_2灰岩中瓦斯发电,具有安全、环保等多重意义。 展开更多

关键词 瓦斯 石灰岩 煤系 霍西煤田

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煤系泥页岩有机地球化学特征及生烃潜力评价 被引量：12

6

作者 赵楷棣 傅雪海 +2 位作者 张苗 程维平 渠丽珍 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期182-188,共7页

为了研究海陆交互相煤系泥页岩有机地球化学特征,采集沁水盆地榆社-武乡区块中石炭-二叠纪煤系10口页岩气井444块岩样,在开展总有机碳含量(TOC)、岩石热解、镜质组反射率等测试分析基础上,研究了榆社-武乡区块中石炭-二叠系海陆交互相... 为了研究海陆交互相煤系泥页岩有机地球化学特征,采集沁水盆地榆社-武乡区块中石炭-二叠纪煤系10口页岩气井444块岩样,在开展总有机碳含量(TOC)、岩石热解、镜质组反射率等测试分析基础上,研究了榆社-武乡区块中石炭-二叠系海陆交互相煤系泥页岩的有机地球化学特征。研究结果表明:榆社-武乡区块下石盒子组、山西组、太原组泥岩TOC平均值分别为0.90%、2.38%和2.66%;泥页岩有机质类型主要是Ⅲ型干酪根;绝大多数泥页岩样品的最大热解峰温T max和镜质组反射率R o分别大于465℃和2.0%,处于过成熟干气阶段,转化率水平较高;有机地球化学特征表明太原组是页岩气勘探的首选层位,山西组具有一定的页岩气资源潜力,而下石盒子组有机质丰度最低,不具资源意义。 展开更多

关键词 泥页岩气 海陆交互相煤系 有机地球化学特征 沁水盆地

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阜康西区急倾斜煤储层排采过程中物性及井型优化 被引量：9

7

作者 傅雪海 康俊强 +2 位作者 梁顺 郜琳 陈星 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第6期9-16,共8页

为了探究急倾斜煤储层排采过程中储层物性动态变化特征,采用Eclipse数值模拟软件对准噶尔盆地南缘阜康西区块煤层气井进行历史拟合和井型优化,分析了急倾斜储层排采过程中上倾和下倾方向储层压力和含气量的动态变化特征,对比了不同井网... 为了探究急倾斜煤储层排采过程中储层物性动态变化特征,采用Eclipse数值模拟软件对准噶尔盆地南缘阜康西区块煤层气井进行历史拟合和井型优化,分析了急倾斜储层排采过程中上倾和下倾方向储层压力和含气量的动态变化特征,对比了不同井网和不同水平井布井方式的产能差异。结果表明:上倾方向储层压力下降速率大于下倾方向储层,导致上倾方向储层含气量较下倾方向降幅大,且产能贡献主要来自上倾方向;排采范围确定后,将煤层气井布置在储层上倾方向,有利于煤层气的开发;顺煤层水平井在相同的水平井眼长度条件下产能要大于穿煤层水平井。 展开更多

关键词 煤层气 急倾斜储层 动态变化 井型优化 阜康西区块

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沁水盆地中高煤阶煤储层覆压孔渗试验研究 被引量：9

8

作者 黄强 傅雪海 +1 位作者 张庆辉 李玉寿 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期164-170,共7页

为了研究中、高煤阶煤储层在覆压条件下孔隙度、渗透率及应力敏感性的差异变化特征,从山西沁水盆地采集4块中煤阶样品和4块高煤阶样品,开展了覆压孔渗试验对比研究,探讨了中煤阶煤和高煤阶煤的应力敏感性的差异,研究了应力敏感性随煤阶... 为了研究中、高煤阶煤储层在覆压条件下孔隙度、渗透率及应力敏感性的差异变化特征,从山西沁水盆地采集4块中煤阶样品和4块高煤阶样品,开展了覆压孔渗试验对比研究,探讨了中煤阶煤和高煤阶煤的应力敏感性的差异,研究了应力敏感性随煤阶改变的变化规律。研究结果表明:煤的孔隙度随镜质组最大反射率Ro,max的增大呈现先增大后减小的趋势,而渗透率则与镜质组最大反射率之间无明显关系;中、高煤阶煤覆压下的孔隙度和渗透率均随有效应力增加呈现指数式减小;高煤阶煤平均孔隙压缩系数、应力敏感性系数分别是中煤阶煤的1.61倍和1.26倍,高煤阶煤的孔隙度和渗透率损害率分别是中煤阶煤的1.42倍和1.1倍,中、高煤阶煤的无因次渗透率曲率随有效应力的增加而降低,当有效应力为12MPa时,高煤阶煤的平均渗透率曲率是中煤阶煤的1.33倍。随Ro,max的增大,煤的应力敏感性呈现增强的趋势,即高煤阶煤的应力敏感性高于中煤阶煤。因此,在不同煤阶煤储层排采过程中,针对不同煤阶煤储层所采用的生产压差应当有所差异。与中煤阶煤储层相比,高煤阶煤储层随有效应力增加孔隙度、渗透率损害率高,渗透率曲率降低幅度大,因此针对高煤阶煤储层排采过程中所采用的生产压差应低于中煤阶煤储层,才能获得较高的煤层气产出量。 展开更多

关键词 煤层气 覆压孔渗 差异性 应力敏感性 中、高煤阶储层

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煤层气异常成分的界定、分布及其成因研究进展 被引量：5

9

作者 傅雪海 许行行 +5 位作者 王强 陈义林 兰凤娟 康俊强 张宝鑫 卢杰林 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期343-352,共10页

前期对不同煤层气组分异常的成因进行了大量研究,但对不同组分异常浓度的界定尚无统一标准。为了阐明我国煤层气成分的分布特征及煤层气异常成分的浓度界限,基于实测和收集各煤阶储层煤层气成分(含气量达到煤层气储量评估规范DZ/T 0216... 前期对不同煤层气组分异常的成因进行了大量研究,但对不同组分异常浓度的界定尚无统一标准。为了阐明我国煤层气成分的分布特征及煤层气异常成分的浓度界限,基于实测和收集各煤阶储层煤层气成分(含气量达到煤层气储量评估规范DZ/T 0216—2020下限要求的煤层气井与煤田勘探钻孔)测试数据4 654个。统计表明我国煤层气中CH4、重烃气(C_(2+))、CO_(2)、N2平均浓度分别为91.82%、0.85%、2.04%、5.19%,其中CH4浓度≥90%占77.44%。将煤层气中重烃气浓度大于5%、氮气/二氧化碳浓度大于10%、有害气体浓度超过《煤矿安全规程》规定的上限标准和稀有气体超过空气组成时划分为异常气体成分。基于此划分标准,统计表明我国煤层气中重烃气浓度>5%占5.16%、CO_(2)浓度>10%占4.00%、N2浓度>10%占13.26%,准噶尔盆地南缘煤层气中氦气最高浓度达到0.97%。在上述研究的基础上,归纳总结了煤层气中异常成分/浓度的成因主要有煤化作用的阶段性、煤岩组分的差异性、硫酸盐还原作用、古风化壳及煤系外源气体迁入等。建议在今后的煤层气勘探中测全气体成分,开展CO_(2)、N2异常煤层的气体解吸研究,确定煤系氦源岩,探讨烃-氦同源同储规律,分析煤系有机气与无机气的相互作用,综合研究地质构造、地下水流动、微生物及岩浆活动对气组分的改造作用,揭示不同气组分在不同地区运移、富集及保存的演化机制。研究成果对煤层气的开采工艺、煤矿安全生产和煤层气的利用均具有指导意义。 展开更多

关键词 煤层气 气体成分 异常值界定 异常成分的成因

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煤制生物气产出规律及其同位素分馏效应 被引量：8

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作者 简阔 傅雪海 +5 位作者 韩作颖 许小凯 周丹 茹忠亮 王观宏 郭晨 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2602-2609,共8页

为了探索生物成因煤层气机理,选取低阶煤作为煤制生物气的母质,采用携带产甲烷菌的煤层矿井水为菌源,在高纯氮气环境中向500 mL产气瓶(反应瓶)中加入40 g煤样、20 mL富集后的菌种液、380 mL培养基完成接种,之后将产气瓶置于37℃下的振... 为了探索生物成因煤层气机理,选取低阶煤作为煤制生物气的母质,采用携带产甲烷菌的煤层矿井水为菌源,在高纯氮气环境中向500 mL产气瓶(反应瓶)中加入40 g煤样、20 mL富集后的菌种液、380 mL培养基完成接种,之后将产气瓶置于37℃下的振动培养箱中开展为期90 d的厌氧产气模拟实验。研究结果显示,在厌氧封闭条件下,气体产出方式以乙酸发酵为主,产气效率较慢,产气过程受环境pH值的影响较大,进入产气稳定期后(>30 d),pH值与校正后的产气量随产气时间延续总体呈现同步变化规律,产酸菌与产甲烷菌的数量、丰度和活性直接影响了产气环境的pH值和产气量。产出气组分以CH4和CO2为主,存在极少量的氢气,气体组成偏干,CH4和CO2含量随稳定产气时间的延长呈现明显的同步变化规律。90 d的产气过程中,δ^13C1值均小于-55‰;δ^13C(CO2)值介于-20.8‰^-10.7‰,平均为-16.38‰;δD1值介于-361‰^-332‰,平均为-348‰,可以判定产出气中CH4和CO2均为有机生物成因气;煤制生物气中CH4和CO2碳同位素组成变化的主要原因是2次重要的继承性同位素分馏效应造成的,第1次分馏作用发生在生成乙酸过程中,由于有机母质本身脂族甲基碳同位素组成偏轻,而羧基碳同位素组成偏重,这种碳同位素组成特点在生成乙酸过程中得以继承;第2次分馏作用发生在乙酸发酵生成CH4和CO2过程中,乙酸中的甲基通过加氢形成CH4,而羧基通过去氢形成CO2,造成甲基本身的轻碳同位素被分馏到CH4中,而羧基的重碳同位素被分馏到CO2中。因此总体表现出产出生物气的轻碳同位素被分馏到CH4中,而重碳同位素被分馏到CO2中,δ^13C1越轻,δ^13C(CO2)越重,两者呈现负相关关系;90 d的产气时间里,微生物作用时间越长,甲烷碳同位素组成越轻,具有明显的富集轻碳同位素的趋势。 展开更多

关键词 生物成因气 继承性同位素分馏效应 产气规律 低阶煤 乙酸发酵

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广西上林合山组炭质泥岩中锂和稀土元素的成因及富集机制 被引量：6

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作者 曹泊 秦云虎 +3 位作者 朱士飞 傅雪海 徐辉 宗师 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1851-1864,共14页

锂和稀土元素是我国重要的工业原料和战略性矿产资源,沉积型锂矿床成为国内外研究的热点,具有成为新型锂矿床的潜力。以广西上林县上二叠统合山组底部炭质泥岩为主要研究对象,通过反光显微镜、带能谱扫描电镜、X射线衍射、X射线荧光光... 锂和稀土元素是我国重要的工业原料和战略性矿产资源,沉积型锂矿床成为国内外研究的热点,具有成为新型锂矿床的潜力。以广西上林县上二叠统合山组底部炭质泥岩为主要研究对象,通过反光显微镜、带能谱扫描电镜、X射线衍射、X射线荧光光谱、电感耦合等离子质谱等测试方法,分析了炭质泥岩的矿物学及元素地球化学特征,研究了炭质泥岩中锂和稀土的赋存状态和物质来源,讨论了炭质泥岩中锂和稀土元素富集的影响因素。结果表明,上林上二叠统合山组底部炭质泥岩中重稀土(重稀土氧化物质量分数为0.024%)接近了我国离子吸附型重稀土的边界品位,部分样品中锂(Li的质量分数大于1000μg/g)达到了国外黏土型锂矿边界品位,找矿潜力巨大;高锂的炭质泥岩中高岭石是锂的主要载体矿物,低锂的炭质泥岩中锂可能主要赋存在伊蒙混层中,稀土元素可能以离子吸附形式存在于黏土矿物(尤其是高岭石)中;炭质泥岩的沉积物主要来源于哀牢山—松马缝合带的二叠纪酸性岩浆岩,部分来自于峨眉山大火成岩省酸性岩浆岩,其中酸性岩浆岩中的云母是锂的主要来源,副矿物(独居石、磷灰石等)是稀土的主要来源;物源区强烈化学风化,是炭质泥岩中锂和稀土富集的主要因素,还原的浅水碳酸盐台地沉积环境是合山组底部炭质泥岩中锂和稀土元素的富集成矿的重要因素。 展开更多

关键词 合山组 锂 稀土 赋存状态 富集机制

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基于专业主干课程考核成绩的毕业要求达成度评价探讨——以资源勘查工程专业为例

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作者 汪吉林 傅雪海 《中国地质教育》 2024年第2期75-79,共5页

毕业要求达成度评价是工程教育专业认证运行的重要环节。为了简便、有效地实施毕业要求达成度评价,本文在分析资源勘查工程专业课程体系的基础上,基于15门专业主干课程的成绩,运用层次分析法确定了各门课程的权重,计算了专业主干课程的... 毕业要求达成度评价是工程教育专业认证运行的重要环节。为了简便、有效地实施毕业要求达成度评价,本文在分析资源勘查工程专业课程体系的基础上,基于15门专业主干课程的成绩,运用层次分析法确定了各门课程的权重,计算了专业主干课程的计权分,并结合毕业设计成绩,从理论知识和专业实践两个方面,评价了毕业要求达成度。使用该方法得出的评价具有效性和客观性。 展开更多

关键词 资源勘查工程 达成度评价 毕业要求 层次分析法 专业主干课程

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倾斜煤层煤层气与煤炭地下气化协调开发技术构想

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作者 韦波 杨曙光 +9 位作者 李鑫 王双明 师庆民 杨兰和 王刚 傅雪海 苏红梅 贾超 胡振鹏 赵琛 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期152-165,共14页

煤层气(CBM)开发与煤炭地下气化(UCG)是我国煤基天然气生产的重要来源,新疆前陆冲断带倾斜煤层发育区煤与煤层气资源丰富。为深入剖析倾斜煤层CBM与UCG协调开发可行性,系统剖析了现有CBM与UCG关键技术及其对CBM−UCG协调开发的借鉴意义,... 煤层气(CBM)开发与煤炭地下气化(UCG)是我国煤基天然气生产的重要来源,新疆前陆冲断带倾斜煤层发育区煤与煤层气资源丰富。为深入剖析倾斜煤层CBM与UCG协调开发可行性,系统剖析了现有CBM与UCG关键技术及其对CBM−UCG协调开发的借鉴意义,分析了倾斜煤层CBM与UCG协调开发优势、技术路径、面临的主要问题和未来研究方向,得到以下认识:①“CBM开发疏干效应”“UCG热作用解吸效应”“UCG采动卸压效应”下CBM−UCG协调开发可形成相互促进的良性循环;②提出了直井+顺煤层倾向井“先抽后烧”、顺煤层倾向井组合“边抽边烧”、定向L型CBM井+顺煤层倾向UCG井“边烧边抽”、下部煤层布置沿倾向UCG井+上部煤层布置定向L型CBM井“先抽后烧再抽”、复杂井型“井工厂式”布置等协调开发技术路径;③CBM与UCG协调开发面临地质选区评价理论基础研究薄弱、缝网条件下UCG热作用扩展范围不清、倾斜煤层UCG过程岩层移动卸压范围不明等理论问题;同时面临CBM−UCG协调开发“井工厂式”钻井技术、CBM井与UCG井协调开发生产制度、CBM与UCG协调开发地质动态测控、CBM井密封性与耐高温性保护等工程问题;④要强化倾斜煤层CBM与UCG协调开发地质选址评价研究、开发动态理论研究、工程协调技术先导性试验研究,确保协调开发安全、有序、可控、高效。 展开更多

关键词 煤层气 煤炭地下气化 倾斜煤层 协调开发 技术路径

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山西省域煤系泥页岩孔隙分形特征 被引量：5

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作者 张宝鑫 傅雪海 +3 位作者 张苗 苏育飞 屈晓荣 张庆辉 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期82-92,共11页

为定量化表征山西省域煤系泥页岩储层孔隙结构复杂程度,以山西省域140件海陆交互相煤系泥页岩实测低温液氮吸附数据为基础,利用FHH模型分别计算了孔径小于4 nm孔隙分形维数D1与孔径大于4 nm孔隙分形维数D2,结合XRD衍射、吸附甲烷、有机... 为定量化表征山西省域煤系泥页岩储层孔隙结构复杂程度,以山西省域140件海陆交互相煤系泥页岩实测低温液氮吸附数据为基础,利用FHH模型分别计算了孔径小于4 nm孔隙分形维数D1与孔径大于4 nm孔隙分形维数D2,结合XRD衍射、吸附甲烷、有机质丰度、类型等实验成果,讨论了孔隙结构、饱和吸附量、黏土矿物含量及有机质丰度与分形维数的关系。结果表明:山西省域煤系泥页岩发育有机质孔与无机孔,页岩有机质孔不及海相页岩发育,无机孔以黏土矿物层间孔与粒间孔为主,孔隙形态结构复杂,存在较多墨水瓶状、狭缝状孔;孔隙分形维数随BET比表面积、黏土矿物含量增高呈现出增大趋势,随有机质丰度、平均孔径及石英含量增高呈现出减小趋势;D1与微孔及孔径为2~4 nm的介孔比孔容呈正相关关系,D2与孔径为4~50 nm的介孔比孔容呈正相关关系,而与宏孔比孔容呈负相关关系;饱和吸附量与分形维数呈正相关关系;山西组泥页岩中黏土矿物含量比太原组高,分形维数与矿物含量的相关性比太原组好,太原组泥页岩w(TOC)高,但有机质孔发育不如山西组,D1与w(TOC)的负相关关系比山西组更明显。 展开更多

关键词 页岩气 煤系 孔隙 分形 山西省域

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准南中低阶煤孔径结构全孔径定量综合表征 被引量：4

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作者 卢杰林 傅雪海 康俊强 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2022年第1期62-71,共10页

为研究准南地区中低阶煤孔径结构特征,采集6块中低阶煤样,采用高压压汞、低温液氮吸附和二氧化碳吸附实验分别测试不同煤样的孔径结构,研究不同测试方法之间的衔接孔径,并对准南地区中低阶煤进行全孔径表征。结果表明,液氮吸附法与高压... 为研究准南地区中低阶煤孔径结构特征,采集6块中低阶煤样,采用高压压汞、低温液氮吸附和二氧化碳吸附实验分别测试不同煤样的孔径结构,研究不同测试方法之间的衔接孔径,并对准南地区中低阶煤进行全孔径表征。结果表明,液氮吸附法与高压压汞法平滑过渡衔接应满足阶段体积增量相等,且阶段体积增量与孔径的一阶导数相等,即dV_(Hg)/dD=dV_(N2)/dD。准南地区中低阶煤孔径结构<1.47 nm用二氧化碳吸附法表征,1.47~40 nm用低温液氮吸附法表征,>40 nm用高压压汞法表征。全孔径结构的联合表征结果表明,阶段孔体积的大孔>微孔>介孔,阶段比表面积的微孔>大孔>介孔。准南中低阶煤的惰质组含量与孔比表面积呈较好的正相关关系,对孔隙比表面积有重要贡献;镜质组含量与孔比表面积呈较强的负相关关系,对比表面积贡献较弱。研究结果对中低阶储层煤层气的赋存和运移具有理论意义,对中低阶储层煤层气的开发也有指导作用。 展开更多

关键词 孔径结构 全孔径表征 高压压汞 低温液氮吸附 二氧化碳吸附

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准南阜康矿区低煤化烟煤高温高压吸附实验及深部吸附气含量预测 被引量：4

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作者 殷珂 傅雪海 +1 位作者 陈峰 王一兵 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2022年第1期72-77,共6页

为揭示准南阜康矿区深部煤层吸附特性和吸附气含量,对5件低煤化烟煤进行高温高压吸附实验,分析温度、压力和煤阶对深部煤储层吸附性的影响;基于非线性回归分析方法,建立深部吸附气量预测模型,并结合研究区煤储层煤质特征及温度、压力变... 为揭示准南阜康矿区深部煤层吸附特性和吸附气含量,对5件低煤化烟煤进行高温高压吸附实验,分析温度、压力和煤阶对深部煤储层吸附性的影响;基于非线性回归分析方法,建立深部吸附气量预测模型,并结合研究区煤储层煤质特征及温度、压力变化规律,对深部煤储层吸附气量进行预测。结果表明:准南低煤化烟煤在相同温度条件下的Langmuir体积与R_(o,max)呈正相关关系,Langmuir压力与R_(o,max)呈负相关关系,相同煤阶条件下的Langmuir体积与温度呈负相关关系,Langmuir压力与温度呈正相关关系;阜康矿区低煤化烟煤储层埋深为400~3000 m的空气干燥基饱和吸附气量为3.85~11.25 m^(3)/t,并随埋深的增加呈现出快速增加—缓慢增加—缓慢减小的趋势;研究区R_(o,max)为0.62%~0.71%的煤储层吸附气量临界深度为1700~2100 m,并随R_(o,max)的增大而变浅,临界深度以浅压力对吸附的正效应大于温度的负效应,之后温度对吸附性的负效应大于压力的正效应。 展开更多

关键词 煤层气 吸附性 吸附气含量 预测 深部

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不同煤级煤对H_2S气体的吸附差异及吸附模型 被引量：5

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作者 薛景战 傅雪海 +1 位作者 范春杰 宋党育 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期75-78,共4页

为了研究不同煤级煤对H_2S气体的吸附差异及吸附模型,采集新疆气煤,山西潞安瘦煤、晋城无烟煤3个煤样进行了工业分析、煤岩分析和平衡水条件下的等温吸附实验。采用Langmuir,BET,D-R和D-A吸附模型,利用拟合软件对等温吸附实验数据进行... 为了研究不同煤级煤对H_2S气体的吸附差异及吸附模型,采集新疆气煤,山西潞安瘦煤、晋城无烟煤3个煤样进行了工业分析、煤岩分析和平衡水条件下的等温吸附实验。采用Langmuir,BET,D-R和D-A吸附模型,利用拟合软件对等温吸附实验数据进行了非线性回归拟合,并检验拟合程度。结果表明:煤对H_2S的吸附量随着煤化程度的加深而增加,为第Ⅰ类等温吸附线;其中Langmuir模型的拟合效果最好,n=1的D-A模型的拟合效果次之,BET模型的拟合效果较差,模型对实验数据的拟合效果与吸附模型中参数个数无明显关系;煤吸附H_2S可用单分子层吸附理论来解释。 展开更多

关键词 瓦斯 等温吸附 吸附模型 H2S

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煤系碳酸盐岩天然气勘探前景初探--以华北太原组为例 被引量：5

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作者 王瑞瑞 傅雪海 +2 位作者 张宝鑫 冯嘉楠 李伟松 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期138-149,共12页

煤系碳酸盐岩天然气的勘探前景是值得探究的重要问题,以华北太原组为例进行初步研究分析。太原组是华北最有利的生烃岩系之一,煤层之上发育多套灰岩。近年来,丰富的太原组碳酸盐岩天然气资源在山西霍西煤田被发现,该发现可为今后煤系碳... 煤系碳酸盐岩天然气的勘探前景是值得探究的重要问题,以华北太原组为例进行初步研究分析。太原组是华北最有利的生烃岩系之一,煤层之上发育多套灰岩。近年来,丰富的太原组碳酸盐岩天然气资源在山西霍西煤田被发现,该发现可为今后煤系碳酸盐岩天然气的勘探提供启示。首先剖析了霍西煤田太原组碳酸盐岩气藏实例,其次对太原组灰岩的空间展布规律、太原组烃源岩和热演化程度、灰岩储层发育、盖层、圈闭、运移和保存条件进行了总结。研究认为,太原组煤层-灰岩沉积组合与其上的多套泥岩和煤层可以组成生储盖组合,而储层的近烃源岩优势使得煤系气易于在太原组灰岩中聚集。从太原组煤和灰岩厚度分布特点来看,北部煤层厚而灰岩薄,南部煤层薄而灰岩厚。从烃源岩角度来看,太原组煤层和暗色泥岩是优质的烃源岩,而中等变质程度的煤有利于游离的煤成气的形成。从储集空间来看,华北许多地区太原组灰岩普遍具有较好的岩溶和裂隙储集空间发育。从封盖条件看,太原组灰岩层上覆的泥岩可作为良好的盖层。因此,太原组具有煤系碳酸盐岩气藏形成所需的物质基础。此外,华北太原组煤系碳酸盐岩气藏的形成需要多个地质要素在时间与空间上相互匹配。煤系碳酸盐岩储集空间和圈闭的发育是气藏得以形成的前提,晚期成藏是气藏能否形成的关键。华北主要含煤盆地均广泛发育圈闭,而盆地新生代总体伸展背景下的局部隆升以及现今煤矿采动导致的储层压力降低都可能有利于煤系气向煤系碳酸盐岩储集空间中运移和聚集。 展开更多

关键词 煤系碳酸盐岩 天然气 太原组 霍西煤田 华北板块

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煤储层渗透率测试、模拟与预测研究进展 被引量：4

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作者 傅雪海 齐琦 +1 位作者 程鸣 张宝鑫 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2369-2385,共17页

渗透率是煤层气开发的重要参数,煤储层较强的非均质性使得现场少量试井结果难以反映区域性渗透率规律,不同仪器、方法、样品尺寸、压力、温度及介质条件下获得的实验渗透率对比性也较差。对比分析了不同试井方法(钻杆测试、水罐测试、... 渗透率是煤层气开发的重要参数,煤储层较强的非均质性使得现场少量试井结果难以反映区域性渗透率规律,不同仪器、方法、样品尺寸、压力、温度及介质条件下获得的实验渗透率对比性也较差。对比分析了不同试井方法(钻杆测试、水罐测试、段塞测试、注入/压降测试)、不同实验测试方法(稳态法、非稳态法)的优缺点、适用条件及渗透率测试标准的演化历程,系统评述了单轴应变条件、恒定体积条件以及三轴应力条件下渗透率模拟模型的适用性,分析了基于裂隙、煤体结构、地应力、构造曲率等单一主控因素预测渗透率及人工智能(BP神经网络、灰色关联分析、支持向量回归机、多层次模糊综合评价)多因素预测的可靠性,总结了煤储层渗透率在测试、模拟和预测方面存在的问题,并提出了进一步研究的展望。研究结果表明现场注入测试是获取原位煤储层渗透率的主要方法,实验室非稳态法渗透率测试适合我国低渗煤储层;单轴应变条件下的P-M模型和S-D模型适用于恒定垂直外部应力条件下的模拟,恒定体积条件下的Ma模型对于多数煤类输入的参数均可测量,模拟结果可靠性较高,三轴应力条件下的Connell模型和Zhou模型更有利于通过实验室测定对模拟渗透率进行验证;基于煤层气井生产数据历史拟合得到的渗透率与原位煤储层更为接近,未进行煤层气排采试验区基于单一主控因素的煤储层渗透率预测效果较好,综合多因素的人工智能技术预测的渗透率较可靠。 展开更多

关键词 煤层气 渗透率 测试与预测方法 模拟条件 研究进展

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煤系泥页岩吸附性及其影响因素 被引量：4

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作者 张宝鑫 傅雪海 +2 位作者 张庆辉 周宝艳 刘正 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期56-63,共8页

为了揭示煤系泥页岩的吸附与含气特征,基于山西省域煤田、准噶尔盆地等地200余件煤系泥页岩的含气量、等温吸附、高压压汞、液氮吸附及XRD衍射等实测数据,对煤系泥页岩吸附性与含气性特征进行了分析,并对其影响因素进行了讨论。结果表... 为了揭示煤系泥页岩的吸附与含气特征,基于山西省域煤田、准噶尔盆地等地200余件煤系泥页岩的含气量、等温吸附、高压压汞、液氮吸附及XRD衍射等实测数据,对煤系泥页岩吸附性与含气性特征进行了分析,并对其影响因素进行了讨论。结果表明煤系泥页岩实测含气量0～5.87cm^3/g,集中于0.90～2.00 cm^3/g;最大吸附量VL 0.11～6.3 cm^3/g,平均为1.57 cm^3/g;pL 0.16～8.65 MPa,平均为3.28 MPa;VL与孔隙度、有机质丰度、有机质成熟度、黏土矿物质量分数呈现出正相关关系,与伊蒙混层质量分数、平均孔径呈现出负相关关系。 展开更多

关键词 页岩气 煤系 吸附性 含气性 影响因素

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