中国煤矿瓦斯抽采技术装备现状与展望 被引量：58

1

作者 王耀锋 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第10期67-77,共11页

瓦斯抽采是减少矿井风排瓦斯量、防治瓦斯灾害的治本措施。基于前期研究及大量文献调研,对现有煤矿瓦斯抽采技术进行了系统分类梳理,简要回顾了中国煤矿瓦斯抽采技术装备发展历程,综述了6种典型瓦斯抽采技术的研究进展与应用情况。在总... 瓦斯抽采是减少矿井风排瓦斯量、防治瓦斯灾害的治本措施。基于前期研究及大量文献调研,对现有煤矿瓦斯抽采技术进行了系统分类梳理,简要回顾了中国煤矿瓦斯抽采技术装备发展历程,综述了6种典型瓦斯抽采技术的研究进展与应用情况。在总结分析我国瓦斯抽采发展现状与技术瓶颈的基础上,展望了其未来发展趋势,认为大功率、高可靠性、高效率、智能化煤矿钻探技术与装备和煤层增渗技术、瓦斯抽采钻孔提浓增量技术、瓦斯抽采参数精准监控与智能控制抽采关键技术、煤矿瓦斯(煤层气)与煤炭协调开发技术、废弃(关闭)矿井瓦斯"甜点"资源区评判及高效抽采技术等是未来中国煤矿瓦斯抽采技术装备的主要发展方向。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 煤层气开发 煤与瓦斯共采 抽采装备 发展趋势

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厚煤层煤与瓦斯共采的关键问题 被引量：28

2

作者 王家臣 范志忠 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2008年第2期1-5,49,共6页

瓦斯是煤炭伴生的清洁能源,同时也是煤矿重大灾害的隐患。瓦斯单独开采的价值远远低于煤炭本身。但是作为煤炭伴生能源进行开采既可提高矿井开采效益,又可一定程度上消除其灾害隐患。根据我国煤层透气性低、埋深大等特点,利用采动卸压... 瓦斯是煤炭伴生的清洁能源,同时也是煤矿重大灾害的隐患。瓦斯单独开采的价值远远低于煤炭本身。但是作为煤炭伴生能源进行开采既可提高矿井开采效益,又可一定程度上消除其灾害隐患。根据我国煤层透气性低、埋深大等特点,利用采动卸压场与裂隙场实现煤与瓦斯共同开采是我国瓦斯能源开采的正确模式,进一步研究采动裂隙场的解吸性、透气性、瓦斯与裂隙场的耦合作用关系、提高瓦斯抽放浓度与完善低浓度瓦斯的利用技术等是实现瓦斯开采和利用的关键问题。 展开更多

关键词 瓦斯 煤层气 煤与瓦斯共采 采动裂隙 瓦斯利用

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煤矿井下水力扰动抽采瓦斯技术体系 被引量：18

3

作者 马耕 陶云奇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第1期29-38,共10页

以深部突出危险性强的首采层和不具备保护层开采条件下的单一低透突出煤层瓦斯高效抽采为立足点,基于煤矿井下瓦斯抽采存在的问题,引出并定义了煤矿井下水力扰动抽采瓦斯技术。以"精细地质设计优化、钻压冲修扰动强化、封联抽排工... 以深部突出危险性强的首采层和不具备保护层开采条件下的单一低透突出煤层瓦斯高效抽采为立足点,基于煤矿井下瓦斯抽采存在的问题,引出并定义了煤矿井下水力扰动抽采瓦斯技术。以"精细地质设计优化、钻压冲修扰动强化、封联抽排工艺细化、瓦斯抽采评价量化"为技术主线提出了煤矿井下水力扰动抽采瓦斯技术体系,重点介绍了其10项核心技术及装备的作用、特点及现场应用情况。针对该技术体系在基础理论、卸压增透核心技术和配套装备存在的问题,认为精细化抽采地质分析和单一低透煤层煤与瓦斯共采模式基础理论研究、卸压增透核心技术的完善与集成和配套装备的系列化和智能化是今后技术体系完善进程中的研究重点。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 抽采地质 煤与瓦斯共采 水力扰动 钻冲一体化

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基于关键层运动的邻近层卸压瓦斯抽采优化设计方法 被引量：13

4

作者 胡国忠 许家林 +3 位作者 秦伟 QU Qingdong 彭小亚 李康 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期52-59,共8页

瓦斯抽采巷(孔)的合理布置是实现邻近层卸压瓦斯精准抽采的基本前提。在深入分析覆岩关键层运动对邻近层瓦斯卸压运移控制机制的基础上,提出了基于关键层运动的邻近层卸压瓦斯抽采优化设计新方法。研究结果表明:邻近层卸压瓦斯抽采巷(孔... 瓦斯抽采巷(孔)的合理布置是实现邻近层卸压瓦斯精准抽采的基本前提。在深入分析覆岩关键层运动对邻近层瓦斯卸压运移控制机制的基础上,提出了基于关键层运动的邻近层卸压瓦斯抽采优化设计新方法。研究结果表明:邻近层卸压瓦斯抽采巷(孔)的合理布置层位为垮落带边界至导气裂隙带最大发育高度之间的空间范围,导气裂隙带最大发育高度可按基于关键层位置的导水裂隙带高度预计方法来确定;邻近层卸压瓦斯抽采巷(孔)的合理层面位置为导气裂隙带内的“O”形圈裂隙区中部,“O”形圈裂隙区宽度可按其与煤层采高、覆岩关键层结构及采深的函数关系式进行预计。该方法在阳泉矿区邻近层卸压瓦斯实践中得到了应用和验证,邻近层卸压瓦斯抽采率稳定在92%,能较好地指导煤层群开采条件下煤与瓦斯共采实践。 展开更多

关键词 煤与瓦斯共采 绿色开采 关键层 卸压瓦斯抽采 优化设计

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煤与瓦斯共采需解决的关键理论问题与研究现状 被引量：11

5

作者 王家臣 《煤炭工程》 北大核心 2011年第1期1-3,0+2,共3页

煤与瓦斯共采是为解决我国煤层瓦斯赋存的低压力、低渗透性和低饱和性等特点导致的开采难题而提出的新技术体系,其目的是实现煤炭与瓦斯双能源的共同开采。文章在介绍煤与瓦斯共采技术体系的基础上,分析了煤与瓦斯共采技术体系的核心问... 煤与瓦斯共采是为解决我国煤层瓦斯赋存的低压力、低渗透性和低饱和性等特点导致的开采难题而提出的新技术体系,其目的是实现煤炭与瓦斯双能源的共同开采。文章在介绍煤与瓦斯共采技术体系的基础上,分析了煤与瓦斯共采技术体系的核心问题,指出了实现煤与瓦斯共采需要解决的三大关键理论问题,并简要介绍了国内煤与瓦斯共采研究领域取得的主要成果,最后对煤与瓦斯共采技术体系的前景进行了展望。 展开更多

关键词 煤与瓦斯共采 关键理论问题 研究现状

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千米深井煤与瓦斯协调安全高效开采技术 被引量：7

6

作者 吕有厂 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第1期133-137,共5页

以平煤股份千米深井十二矿己15-31010工作面的煤与瓦斯协调安全高效开采为例,提出并实施了极薄煤层上保护层开采技术,分别进行了上覆极薄煤层己14煤层卸压瓦斯、采空区瓦斯及己15煤层本煤层瓦斯抽采。实践结果表明:将己14、己15煤层合... 以平煤股份千米深井十二矿己15-31010工作面的煤与瓦斯协调安全高效开采为例,提出并实施了极薄煤层上保护层开采技术,分别进行了上覆极薄煤层己14煤层卸压瓦斯、采空区瓦斯及己15煤层本煤层瓦斯抽采。实践结果表明:将己14、己15煤层合并计算,抽采瓦斯平均纯量8.5 m3/min,风排瓦斯平均纯量4.03 m3/min,累计风排瓦斯纯量269.5万m3,累计抽采瓦斯纯量553.44万m3,瓦斯涌出量822.94万m3,瓦斯抽采率平均达到65.94%,己15-31010工作面回风流平均瓦斯体积分数0.167%。实现了千米深井突出煤层煤与瓦斯协调安全高效开采。研究成果对类似条件矿井的瓦斯治理和煤与瓦斯协调安全高效开采有借鉴意义。 展开更多

关键词 千米深井 极薄煤层 上保护层 煤与瓦斯共采

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“低碳”背景下绿色采煤技术研究 被引量：3

7

作者 邵国荣 《能源与节能》 2023年第5期150-152,共3页

煤炭在国民经济和社会高质量发展中发挥着重要作用,但煤矿开采会引起环境污染和生态环境破坏等。在碳达峰、碳中和的国家战略目标下,绿色开采、低碳清洁生产已成为煤矿企业的主流生产模式。探讨了在“低碳”背景下煤矿绿色采煤技术的特... 煤炭在国民经济和社会高质量发展中发挥着重要作用,但煤矿开采会引起环境污染和生态环境破坏等。在碳达峰、碳中和的国家战略目标下,绿色开采、低碳清洁生产已成为煤矿企业的主流生产模式。探讨了在“低碳”背景下煤矿绿色采煤技术的特点,分析了煤矿开采中绿色采煤技术的具体应用。绿色采煤技术的应用提高了煤矿生产力,且有效改善了矿区生态环境,加快了绿色煤矿的建设进程。 展开更多

关键词 煤矿 绿色采煤技术 保水开采 煤与瓦斯共采

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掘进工作面煤与瓦斯共采优化 被引量：1

8

作者 贾永斌 《能源与节能》 2024年第1期45-50,共6页

针对掘进工作面煤与瓦斯资源利用的不协调等实际问题,通过构建掘进工作面煤与瓦斯协调开采优化模型,确定合理的掘进速度和瓦斯抽采量,实现掘进工作面煤与瓦斯共采在社会与经济效益方面的最优化。

关键词 掘进工作面 煤与瓦斯共采 优化模型

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突出煤层群保护层开采快速留巷“Y”型通风煤气共采关键技术 被引量：4

9

作者 刘建海 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2015年第3期58-61,共4页

以神华宁煤集团乌兰煤矿为例,开展了无煤柱快速沿空留巷"Y"型通风的工业试验,并对该技术体系支撑下的回采工作面瓦斯治理进行了探讨,研究结果表明:实施沿空留巷后采用"Y"型通风可以解决上隅角瓦斯聚集和超限问题;... 以神华宁煤集团乌兰煤矿为例,开展了无煤柱快速沿空留巷"Y"型通风的工业试验,并对该技术体系支撑下的回采工作面瓦斯治理进行了探讨,研究结果表明:实施沿空留巷后采用"Y"型通风可以解决上隅角瓦斯聚集和超限问题;可少掘1条巷道,减少了突出危险性,降低了成本,提高了安全性;可利用留巷抽采采空区卸压瓦斯并可向下区段工作面进行打钻消突,解决工作面消突预留时间长的难题,缓解采掘接续紧张的局面。通过保护层2次卸压抽采,消除了煤层突出危险性,减小了煤层瓦斯含量,消除了被保护层的煤柱损失,提高了资源回收率。 展开更多

关键词 突出煤层 沿空留巷 Y型通风 瓦斯治理 煤气共采

原文传递

沿空留巷“Y”型通风煤与瓦斯共采技术

10

作者 糜秋元 《能源与节能》 2024年第11期33-35,共3页

探讨了沿空留巷“Y”型通风煤与瓦斯共采技术,旨在解决煤矿开采中瓦斯抽采与煤的采掘之间存在的问题。通过对“Y”型通风系统进行设计与应用,以及对煤与瓦斯共采技术进行综述,以期为煤矿生产效益和安全性的提高提供技术支持。

关键词 “Y”型通风 煤与瓦斯共采 矿井安全 瓦斯抽采

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煤与瓦斯共采非线性约束多变量时空协同优化模型 被引量：4

11

作者 秦冰 郝建峰 +3 位作者 梁冰 孙维吉 秦新伟 李存洲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期593-600,共8页

实现煤与瓦斯共采是深部煤炭资源开采的必然途径。我国煤与瓦斯共采技术的工程应用已有雏形,但目前为止还未形成有效性、科学性、针对性的煤与瓦斯共采技术相配套的煤与瓦斯共采基础理论体系。由于煤与瓦斯共采的时效性、协同性差,瓦斯... 实现煤与瓦斯共采是深部煤炭资源开采的必然途径。我国煤与瓦斯共采技术的工程应用已有雏形,但目前为止还未形成有效性、科学性、针对性的煤与瓦斯共采技术相配套的煤与瓦斯共采基础理论体系。由于煤与瓦斯共采的时效性、协同性差,瓦斯抽采效率低,生产接替关系紧张,导致还没有达到抽采效果就不得不开始采煤,给开采造成较大的安全隐患,瓦斯抽采量、煤炭开采量、抽采时间、采煤与抽采瓦斯如何衔接等目前还不清楚。煤与瓦斯共采中,为了在追求两种资源的总体收益最大化同时,满足煤炭、瓦斯资源采出率最大化,寻找最优的煤炭采出量和瓦斯抽采量,使得煤炭开采系统和瓦斯抽采系统由无序变为有序的协同。采用协同学、系统优化理论建立煤炭开采与瓦斯抽采协同作用模型,在满足煤炭开采安全规程和瓦斯抽采达标等规范要求前提下,以煤与瓦斯共采中煤炭开采、采前瓦斯预抽、采中瓦斯抽采、采空区瓦斯抽采等各个阶段关键的时间点、空间点的煤炭回采与瓦斯抽采两子系统间相互促进和相互制约关系为约束条件,选取煤炭资源采出率、瓦斯资源采收率以及经济效益最大化为煤与瓦斯共采优化目标函数,其中考虑开采成本、销售价格、安全因素和宏观政策等因素,以煤炭采出量xc和采前瓦斯预抽量xg1、采中瓦斯抽采量xg2、采空区瓦斯抽采量xg3、风排瓦斯量Qfp、采空区回采时间tchc、工作面瓦斯预抽时间ty、平均日产量A为优化变量,建立煤与瓦斯共采约束非线性多变量时空协同优化模型,并编制共采优化求解程序。优化了沙曲矿24207共采工作面,提高了资源采收率和效益,验证该模型的有效性,实现有理论依据的煤与瓦斯时空协同采。 展开更多

关键词 煤与瓦斯共采 时空协同 非线性约束 多变量 优化模型

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基于博弈论组合赋权的CW-TOPSIS煤与瓦斯共采评价模型及应用:以赵官煤矿为例

12

作者 于博 陈光波 +1 位作者 陈旭 孙晓丽 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第33期14170-14177,共8页

煤与瓦斯协同共采是煤矿绿色开采主要发展方向。目前,尚未构建全面、科学的煤与瓦斯共采评价指标体系;另外,由于指标的未知性、不确定性,难以确定合理的指标权重,缺少准确的煤与瓦斯共采评价模型和方法。对此,构建了以地质赋存条件、经... 煤与瓦斯协同共采是煤矿绿色开采主要发展方向。目前,尚未构建全面、科学的煤与瓦斯共采评价指标体系;另外,由于指标的未知性、不确定性,难以确定合理的指标权重,缺少准确的煤与瓦斯共采评价模型和方法。对此,构建了以地质赋存条件、经济成本条件、技术水平条件、安全管理条件4个因素为准则层,煤层及瓦斯赋存条件、煤层透气性、煤层稳定性等24个因素为指标层的煤与瓦斯共采评价体系;提出了一种基于博弈论组合赋权的方法,将熵权法获得的客观权重与层次分析法获得的主观权重有效融合,获得合理的指标权重,通过组合权重可知,指标对煤与瓦斯共采的影响由大到小为:煤层及瓦斯赋存条件>煤层透气性>卸压增透情况>共采设备情况>煤层稳定性>地质构造复杂程度;将组合权重与逼近理想解排序法相结合,构建了CW-TOPSIS煤与瓦斯共采评价模型。运用CW-TOPSIS模型对赵官煤矿煤与瓦斯共采可行性进行评价,结果为“良”等级;将该模型与贝叶斯模型、模糊综合评价法、基于云模型和D-S理论的评价模型进行分析讨论,研究表明:CW-TOPSIS模型不仅可以准确反映评价等级,还可以反映评价结果的偏好程度,准确度更高,该模型具有较高的应用价值。 展开更多

关键词 安全评价 煤与瓦斯共采 组合权重 主次因素 CW-TOPSIS评价模型

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加卸载条件下煤样能量与渗透特性试验研究 被引量：2

13

作者 唐强 《能源与环保》 2023年第2期308-312,共5页

为了研究煤样在开采影响下的动态演化过程,基于含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,进行了常规三轴加载试验和加卸载试验,分析煤样的能量演化规律和渗透特性。研究结果表明,加卸载试验较加载试验下试样的扩容起始点发生提前。加卸载试... 为了研究煤样在开采影响下的动态演化过程,基于含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,进行了常规三轴加载试验和加卸载试验,分析煤样的能量演化规律和渗透特性。研究结果表明,加卸载试验较加载试验下试样的扩容起始点发生提前。加卸载试验中总能量比加载试验中的总能量要大,耗散能演化更加剧烈,而弹性能可以更早达到储能极限;在加卸载试验中耗散能超越弹性能占比的特征点发生提前。渗透率均表现出先快速下降后缓慢下降的规律。该研究对煤与瓦斯共采具有重要指导意义。 展开更多

关键词 煤与瓦斯共采 能量演化 渗透特性 体积应变

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基于Citespace的煤与瓦斯共采研究知识图谱分析 被引量：2

14

作者 徐超 杨通 +3 位作者 王凯 吴世敏 付强 周爱桃 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期86-95,共10页

为进一步了解我国煤与瓦斯共采领域的整体研究进展,以中国知网(CNKI)数据库作为样本来源,借助Citespace软件绘制出发文量、研究机构以及关键词聚类等知识图谱,对我国煤与瓦斯共采研究状况进行可视化分析。研究表明:在时间分布上,经历了... 为进一步了解我国煤与瓦斯共采领域的整体研究进展,以中国知网(CNKI)数据库作为样本来源,借助Citespace软件绘制出发文量、研究机构以及关键词聚类等知识图谱,对我国煤与瓦斯共采研究状况进行可视化分析。研究表明:在时间分布上,经历了缓慢萌芽期−快速成长期−平稳成熟期3个发展阶段,尤其是在2000—2014年之间开启了该领域快速发展的黄金时代,核心期刊和全部期刊的发文量均得到快速增长,反映出该阶段处于我国煤与瓦斯共采研究的高潮期;在合作网络方面,主要研究机构包括中国煤炭科工集团、中国矿业大学、河南理工大学等机构,均是国内从事煤炭领域研究的重要科研机构;结合关键词聚类和相关文献进行梳理分析,发现我国煤与瓦斯共采研究主要包括数值模拟、瓦斯、采空区和水力压裂等高频关键词,通过提取突现强度较高的前20位关键词,并按照突现年份重新排序,得到突现词随时间推进的演化情况;形成了以煤层增透、水力冲孔、以孔代巷以及碎软煤层等为主要突现关键词成为近年来研究人员高度关注的对象,表征了其是当前的研究热点,并有成为未来发展和关注的研究趋势。在此基础上,利用可视化知识图谱,挖掘研究领域的前沿热点和发展趋势,以期为我国煤与瓦斯共采研究提供科学参考。 展开更多

关键词 煤与瓦斯共采 CITESPACE 知识图谱 CNKI数据库 可视化

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玉溪煤矿煤与瓦斯共采模式探讨

15

作者 吴锦旗 李栋 《煤矿现代化》 2021年第6期155-158,共4页

针对玉溪煤矿煤层赋存条件、瓦斯储量高、瓦斯压力大等特点,优选出玉溪煤矿前、中、后期不同的煤与瓦斯共采模式。认为在玉溪煤矿开采前期(5年以内)采用井下穿层钻孔结合顺层钻孔的煤与瓦斯共采模式;开采中期(5-10年)采用地面井与井下... 针对玉溪煤矿煤层赋存条件、瓦斯储量高、瓦斯压力大等特点,优选出玉溪煤矿前、中、后期不同的煤与瓦斯共采模式。认为在玉溪煤矿开采前期(5年以内)采用井下穿层钻孔结合顺层钻孔的煤与瓦斯共采模式;开采中期(5-10年)采用地面井与井下顺层钻孔抽采相结合的煤与瓦斯共采模式;开采后期(10年以后)采用地面井抽采的煤与瓦斯共采模式。有效缩短了玉溪煤矿投产周期,提高了玉溪煤矿安全性。 展开更多

关键词 煤与瓦斯共采 模糊综合评价 开发模式 地面井 穿层钻孔 顺层钻孔

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井下螺旋可通式桥塞的开启扭矩分析

16

作者 孙殿新 《内蒙古石油化工》 CAS 2020年第1期70-74,共5页

为了实现针对煤系气储层经济高效的合采开发工艺,设计了一种井下螺旋可通式桥塞作为合采的封隔设备,其使用方便,工艺简单。但是由于其工作时没有较为准确的预算扭矩,将使得连续油管无法上扣导致桥塞无法正常作业,甚至可能出现连续油管... 为了实现针对煤系气储层经济高效的合采开发工艺,设计了一种井下螺旋可通式桥塞作为合采的封隔设备,其使用方便,工艺简单。但是由于其工作时没有较为准确的预算扭矩,将使得连续油管无法上扣导致桥塞无法正常作业,甚至可能出现连续油管被扭断等现象。本文基于扭矩叠加原理,对井下进行节点分析,将各段扭矩依照作业环境分别建立扭矩的计算模型,最后通过等比例桥塞模型对不同壁厚的连续油管进行实例计算,得出了不同壁厚的连续油管在桥塞作业时井下扭矩的变化趋势,这对往后煤系气合采技术的研发提供了一定帮助。 展开更多

关键词 煤系气合采 螺旋可通式桥塞 节点分析 扭矩计算模型

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基于气举的煤层气/致密砂岩气同井合采可行性研究 被引量：4

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作者 丁万贵 朱森 +3 位作者 林亮 綦耀光 朱洪迎 张晧 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期138-143,共6页

在我国鄂尔多斯盆地等地存在多个煤系气富集区,具有煤层气与致密砂岩层垂向上叠置分布的特点,但多数煤系气井单采致密砂岩气或煤层气存在资源利用率低,经济效益差,而两气合层开采可提升开发效益。针对上部高压致密砂岩气层下部低压煤层... 在我国鄂尔多斯盆地等地存在多个煤系气富集区,具有煤层气与致密砂岩层垂向上叠置分布的特点,但多数煤系气井单采致密砂岩气或煤层气存在资源利用率低,经济效益差,而两气合层开采可提升开发效益。针对上部高压致密砂岩气层下部低压煤层气的储层叠置关系,提出了一种气举同井合采的工艺管柱结构,基于闭式气举管柱的改进,利用上部高压致密砂岩气的能量,将下部煤层气储层的井液举升至地面,实现煤层气储层降压、解吸、产气,达到两气合采的目的。根据气举动态方程,分析煤储层不同产液量、储层深度条件下致密砂岩气的气量、压力等的关系,得出了井口油压、套管压力、气举深度、环空气量、油管直径等气举同井合采关键参数的选择依据。结合典型井例,给出了设计验证和应用的适应性条件,气举同井合采管柱适用于上部煤层气与下部致密砂岩气合层开采,为气举同井合采提供一种有效、经济的排采管柱。 展开更多

关键词 煤系气 煤层气 气举同井合采 致密砂岩层

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