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题名煤储层排采液流携粉运移模型与产出规律
被引量：15
- 1
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作者
刘新福
刘春花
吴建军
綦耀光
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机构
青岛理工大学机械工程学院
中国石油大学(华东)机电工程学院
中石油煤层气有限责任公司
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期770-775,共6页
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基金
国家科技重大专项资助项目(2011ZX05038)
山东省高校科研计划资助项目(J17KA033)
山东省重点研发计划资助项目(GG201709180077)
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文摘
基于液固两相流理论建立煤层液流渗流数学模型,并给出描述煤岩产气通道流动状态的偏微分方程和煤层液流携粉运移特征的数学模型,依据数值求解结果分析产气通道中的液流压力和流速以及煤粉随液流运移的浓度分布情况。结果表明,煤储层近井区域液流高流速状态使得通道液流中的含煤粉量达到最高值,排采初期较大的排液量和压差波动使得其煤粉产出较多,而稳产阶段的产液量减小且煤储层与井底间的生产压差降低使得通道中煤粉浓度较低,生产压差由2.05 MPa提高到3.05 MPa后,产气通道各节点最大含煤粉量由0.112%迅速升至0.608%;且稳产阶段煤层泄流体产气通道孔径的增大,会进一步降低通道中煤粉浓度,产气通道高度由0.30 mm扩大到0.90 mm,产气通道各节点最大含煤粉量则由0.759%降至0.160%。该算法提出煤储层泄流体煤岩产气通道管流的概念并定量描述排采液流携煤粉运移的特征,为准确预测煤层气井排采中的煤粉产出情况和制定合理的防煤粉措施提供了依据。
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关键词
煤粉运移
液流携煤粉
产气通道
管流
含煤粉量
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Keywords
pulverized coal migration
coal flow with fluid
CBM channel
channel flow
coal concentration
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分类号
P618.11
[天文地球—矿床学]
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题名煤厚异常区煤-瓦斯两相流传播特征试验研究
被引量：1
- 2
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作者
李亮
高魁
乔国栋
李梦娣
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机构
安徽理工大学安全科学与工程学院
安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室
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出处
《实验技术与管理》
CAS
北大核心
2023年第8期20-26,共7页
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基金
安徽省自然科学基金项目(2208085ME125)
国家自然科学基金项目(51604010)
+1 种基金
煤矿深井开采灾害防治技术科技研发平台(安徽理工大学)开放基金项目(DPDCM2204)
安徽省高校优秀青年人才支持计划项目(gxyq2022016)。
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文摘
为充分认识地质构造带煤厚异常区煤-瓦斯两相流的传播规律,该试验借助多场耦合大型真三维液压加载煤与瓦斯突出模拟试验系统,研究煤厚异常区瓦斯突出后冲击气流的动力特征以及煤粉的运移规律。试验结果表明:在瓦斯突出前期,煤-瓦斯两相流的传播特征呈现湍流脉动特性,围绕平均值上下波动;在突出阶段,异常区煤体内部瓦斯积攒的膨胀能得到释放,冲击气流通过曳力作用携带煤粉向管道中运移,气流在管道中扰动时间持续6s左右,冲击压力呈现出先增大后减小的趋势。距离突出口越远,冲击气压峰值衰减幅度越明显,出现压力峰值的时间越是滞后。煤-瓦斯两相流在运移过程中只有少部分气流发生扩散,该部分气流冲击气压峰值远小于主巷道冲击气压峰值,携带煤粉能力也较弱;突出发生后,高速气流携带的煤粉以射流状向管道中运移,煤粉的运移速度分为初期加速和后期衰减两个阶段,煤粉的速度越大,在管道中出现分层现象越明显。突出管道中堆积的煤粉整体近似处于正态分布,中部区域堆积大量煤粉,占管道中总煤粉的68.8%,前后区域煤粉分布较少。
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关键词
煤与瓦斯突出
冲击气流
压力峰值
煤粉运移
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Keywords
coal and gas outburst
impact airflow
pressure peak
pulverized coal migration
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分类号
X936
[环境科学与工程—安全科学]
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题名团聚型压裂液对煤粉运移的影响及作用机理
被引量：3
- 3
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作者
宋金星
史俊可
刘建壮
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机构
河南理工大学能源科学与工程学院
中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心
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出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期48-54,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(41872176)。
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文摘
排采过程中,煤粉随着运载流体在支撑裂缝中运移,容易导致裂隙堵塞,造成煤储层渗透率和支撑裂缝导流能力的降低,为探究团聚型压裂液性质对煤粉运移产生的影响及作用机理,选取准南煤田乌鲁木齐河东矿区煤样为研究对象,以蒸馏水、活性水压裂液(1.5%KCl)、团聚型压裂液(1.5%KCl+0.05%AN)为运载流体,通过单相流驱替状态下煤粉产出物理模拟实验,获取驱替流速为100、200、300 mL/min时的煤粉产出量和支撑裂缝导流能力伤害率,结果表明:气体驱替流速为100 mL/min时3种运载流体煤粉累计产出量均呈现线性增长趋势,支撑裂缝的导流能力伤害率变化范围较小(0.6%~8.1%);气体驱替流速为200 mL/min时,随着支撑裂缝中煤粉沉积,运移通道缩小,各运载流体出粉量先达到最大值随后减少,团聚型压裂液裂缝导流能力伤害率较小,其导流能力伤害率累计值分别与蒸馏水和活性水压裂液导流能力伤害率相差分别达到24.4%和3.1%;气体驱替流速为300 mL/min时:煤粉出粉量达到最大值的时间提前,运载流体为团聚型压裂液支撑裂缝导流能力伤害率最小,其导流能力伤害率累计值与蒸馏水和活性水压裂液导流能力伤害率相差分别达到64.8%和14.9%。因此驱替流速较低时,煤粉产出量较少且导流能力伤害率较低。结合静置沉降实验和直剪实验,揭示了团聚型压裂液对煤粉运移的作用机理:煤粉运移过程中团聚型压裂液能够通过表面活性剂的亲水基和亲油基改变溶液与煤粉界面状态,增强煤粉润湿性,使煤粉颗粒在运移过程中聚集沉降;通过增加其液桥力使黏聚力增大,抑制沉降的煤粉发生相对移动,从而减少悬浮煤粉颗粒的数量,有效降低煤粉产出量和支撑裂缝导流能力伤害率,进而减少卡钻、修井的发生概率,实现对煤粉的有效防控。
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关键词
煤粉运移
团聚型压裂液
煤粉防控机理
单相水流阶段
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Keywords
pulverized coal migration
agglomeration fracturing fluid
pulverized coal prevention and control mechanism
single-phase flow stage
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分类号
P618.11
[天文地球—矿床学]
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题名煤粉产出运移及防治规律研究进展
被引量：2
- 4
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作者
李小刚
宋峙潮
陈星宇
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机构
西南石油大学油气藏地质与开发国家重点实验室
中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司
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出处
《应用化工》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期701-704,共4页
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基金
“十三五”国家科技重大专项(2016ZX044-04-02)。
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文摘
综述了煤质特征、现场施工及排采过程对煤粉产出的影响以及煤粉在裂缝、井筒内的运移规律,并按照煤粉的生成、进入地层、在地层中运移、进入井筒、在井筒中运移的步骤思路,总结了各个步骤中现在广泛应用或处于构想阶段的煤粉运移防治措施。提出了建立大型可视化多裂缝装置,从宏观整体以及微观局部观察煤粉在其中的运移规律,并增加稳定的加环压装置,量化每次实验的夹持压力等研究方向。以期能对煤粉运移规律进行更为深入的研究,解决煤层气开采过程中的重大问题。
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关键词
煤粉产出
煤粉运移
煤粉防治
运移规律
煤层气
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Keywords
pulverized coal output
pulverized coal migration
prevention and control of pulverized coal
migration law
coalbed methane
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分类号
TQ11
[化学工程—无机化工]
TE371
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名支撑裂缝煤粉动态运移沉积可视化模拟试验研究
被引量：2
- 5
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作者
李小刚
陈浩
熊俊雅
李宇
胡洋
刘建升
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机构
西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室
中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司
中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业分公司
中国石油长庆油田分公司第三采油厂
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期151-158,共8页
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基金
国家科技重大专项资助项目(2016ZX05044-004-002)。
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文摘
针对支撑裂缝中煤粉动态运移沉积过程及沉积堵塞后煤粉分布特征不明的问题,应用自主研制的煤粉动态运移沉积可视化模拟装置开展煤粉动态运移沉积模拟试验。基于试验特征图像抽提和图像像素点灰度等级识别,建立关于可视化裂缝平板长度和高度的灰度矩阵并对特征图像进行二值化处理;在二值化处理图像上划分网格,用每个网格中灰度等级为0的像素点数量(煤粉量)与网格中总像素点的比值R来表征煤粉沉积对支撑裂缝流动通道的影响。对比分析了不同排量、不同排驱时间煤粉在支撑裂缝不同位置处的运移、沉积、堵塞特征。试验结果表明:煤粉运移沉积主要在堆积孔隙相互连通形成的流动通道中进行,由于受重力影响,较多的煤粉沉积在支撑裂缝下缘;煤粉运移进入支撑裂缝后,将经历孔隙表面吸附、架桥堵塞孔隙吼道、滤饼堵塞流动通道3个阶段;煤粉从聚集区往裂缝出口方向运移并沿运移路径不断沉积,若不堵塞流动通道则会达到运移沉积平衡状态;煤粉沉积未造成流动通道堵塞时主要呈现出“指状沉积特征”,造成流动通道堵塞时主要呈现出“块状沉积特征”;随试验排量的增加“指状沉积特征”向“块状沉积特征”蜕化;当煤粉浓度一定且有外来煤粉持续补充时,随着排量的增加煤粉造成流动通道堵塞的几率增加且堵塞的时间提前;在排液量较大的排采初期,需要适当的控制排量减小煤粉沉积堵塞对流动通道的伤害。
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关键词
支撑裂缝
可视化模拟
煤粉运移
煤粉沉积
煤层增透
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Keywords
propped fracture
visualization simulation
pulverized coal migration
pulverized coal deposition
CBM recovery
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分类号
TD714
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名多因素影响下煤层气井生产初期合理排水量确定
被引量：9
- 6
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作者
刘晓燕
李治平
马洪泽
包晓航
韩宁
付应坤
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机构
中国地质大学(北京)非常规天然气能源地质评价与开发工程北京市重点实验室
辽河石油勘探局兴隆台工程技术处
中国石油华北油田采油工艺研究院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2015年第18期170-175,共6页
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基金
山西省煤层气联合研究基金(2013012002)
国家科技重大专项(2011ZX05034-001
2011ZX05009-006)资助
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文摘
生产初期排水量合理与否影响煤层气井整个生产过程中的排水采气效果,无因次含气率为0.25时,认为排水初期阶段结束。为确定新投产煤层气井生产初期合理排水量,建立考虑压敏效应、基质收缩和煤粉剥离、堵塞效应对煤储层物性的影响模型,研究生产初期不同排水量对煤储层物性的影响;并编制了新投产煤层气井合理排水量确定软件。研究结果表明:生产初期结束时的煤储层孔隙度和渗透率随着排水量的加大先增大后减小,峰值处对应的排水量确定为合理排水量。利用该软件确定了某煤层气井排采初期的合理排水量,结合数值模拟结果分析在该排水量控制下该煤层气井的排采效果较好,该模型对新投产井生产初期合理排水量的确定提供理论依据。
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关键词
有效应力
基质收缩
煤粉运移
新投产煤层气井
合理排水量
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Keywords
coal matrix shrinkage effective stress pulverized coal migration permeability reasonable discharge rate
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分类号
TE357.1
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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