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| 1 | 论深部煤层气基本地质问题显示文摘深部煤层气资源是中国煤层气产业规模性发展的重要基础,但目前关于'深部'的含义、定义、特殊性等基本地质问题尚无明确表述。前期探索成果显示,深部煤储层地质条件的特殊性起源于较高的地应力和地层温度,由此导致深部煤层可压缩性高、渗透性低和弹性低。研究认为:在科学层面,煤层气领域的'深部'不仅是一种深度,更重要的是一种状态,这种状态取决于地应力、温度及煤(有机)储层三重地层状态;在操作层面,定义深部与浅部之间的临界深度,需要考虑地应力状态转换、煤吸附性(含气量)和煤岩力学性质三重地质因素。近期研究进展为解决本领域基本地质问题提供了新的启示,阐释游离气量在深部低阶煤储层含气量中的重要性,探讨深部煤层气可解吸性与产出阶段敏感性之间关系,分析变孔隙压缩系数对深部低阶煤储层渗透率的深刻影响,建立基于成藏效应的深部煤层气有利区优选方法。今后几年期间,深部煤层气勘探开发仍需解决4方面地质问题:1深部煤层气资源潜力深化评价与再认识;2深部煤储层可改造性及其与深部基本地质特点的耦合效应;3深部应力场、温度场、化学场作用下煤层气高效开采技术原理的地质控制;4深部煤系'三气'共生特性、共探方法与共采有效性地质评价。问题的实质,在于发展出一套适应于深部地层条件的煤层气勘探与开发地质技术方法。 | 秦勇 申建 | 2016 | 石油学报2016，37，1： | 128 |
| 2 | 临兴深部煤层气含气性及开发地质模式分析显示文摘鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带临兴中部地区煤层埋深大于1 000 m,达到了深部煤层气的研究范畴。基于实际生产资料,探讨区内深部煤层含气性,提炼了深煤层开发地质模式。研究认为:以含气量转折为深煤层临界深度的划分依据,则工区内深部煤层的临界深度在2 000 m左右;且深部中煤阶储层的吸附性对温度的敏感性要小于压力,中煤阶煤层的临界深度相对深于高煤阶;深部煤层气仍以吸附气为主,现有的等温吸附测试方法易造成深部煤层气含游离气比例换算较大的误区;深部煤层受温度影响,煤层临储比较高,受应力影响,储层物性较差,气井总体具有'见气快、排水降压难、产气量上升缓慢'的特点;研究区深部煤层气潜力巨大,现有气井经验显示,合理优化开发单元为深煤层单井突破的关键,A型'源-储'相通的富集开发地质模式是深煤层突破重点考虑的开发模式。 | 高丽军 谢英刚 潘新志 逄建东 周龙刚 | 2018 | 煤炭学报2018，43，6： | 29 |
| 3 | “十三五”期间我国煤层气勘探开发进展及下一步勘探方向显示文摘基于我国煤层气勘探开发项目、煤层气田生产现状以及科研技术成果的调研资料,分析了煤层气田稳产、提产综合治理技术措施,深层煤层气取得勘探突破的地质条件和潜力,支撑上述两方面进展的煤层气水平井技术以及相配套的井网优化、排采技术。结果认为,我国煤层气田稳产、低产井提产综合治理最有效的技术措施有四类,包括增加新层、调整开发方案扩大产量规模、水平井嵌入加密井网、老井增产改造技术。提出了“煤层气水平井+技术体系”概念,即水平井钻完井+套管分段压裂+无杆泵排采技术组合体系,强调在井网优化部署、钻完井、压裂工艺和排采技术设备等各个环节的相互匹配。界定了深层煤层气涵义,深层煤储层一般存在游离气,临界深度受地层温度梯度和压力影响。指出深层煤层气、低阶煤煤层气是下一步煤层气勘探重点领域和方向。 | 叶建平 侯淞译 张守仁 | 2022 | 煤田地质与勘探2022，50，3： | 26 |
| 4 | 温度—压力—吸附方程回归样本集的建立与计算——以陕西焦坪崔家沟煤为例显示文摘由于我国煤层气资源丰富,因此煤层气的开发有巨大的前景。煤层气主要以吸附状态赋存于煤层之中。针对当前对煤层气排采所用吸附计算主要以等温变压吸附方程为主,而实际吸附是一种变温变压的过程的这一现状,本文结合作者研究所得变温变压吸附方程,以陕西焦坪崔家沟7号煤的系列等温吸附数据作为例子,说明如何通过Langmuir参数建立回归样本集,并计算在指定条件下的计算样本集,以及计算回归样本集与计算样本集之间的相对平均偏差;比较偏差以得到最佳的变温变压吸附方程,并以作图法来验证此方程。此方法可简化得到温度—压力—吸附方程的过程,从而提高在指定条件下的煤层气吸附量的计算精度,以便于排采工作制度的制定。 | 李东 郝静远 张学梅 马青华 | 2018 | 非常规油气2018，5，2： | 17 |
| 5 | 无机膜气体分离的温度-压力-渗透率方程及其在吸附问题上的应用显示文摘综合考虑努尔森(Knudsen)扩散和表面扩散,理论上推导出适用于无机膜气体分离的温度-压力-气体渗透率方程.方程包含4个有物理意义的参数A、B、Δ和β.A和B是气体流动系数.Δ显示温度影响.β显示压力影响.基于无机膜气体分离与煤层气吸附的相似性,将该方程演变成仍然有4个参数(A′、B″、Δ和β)和相同的数学形式的温度-压力-气体吸附方程,并以松藻煤电公司8#煤层煤样的系列Langmuir等温吸附实验数据,分别用平均相对偏差计算法和作图法验证了其适用性. | 李东 郝静远 | 2018 | 膜科学与技术2018，38，4： | 16 |
| 6 | 中国深部煤层气勘探开发前景初探显示文摘目前我国煤层气勘探开发大多集中在中浅煤层。近年来,在鄂尔多斯盆地东缘和沁水盆地开展了深部煤层气的勘探评价及试采工作。深部煤层气的研究和勘探开发在我国尚处于起步阶段。依据煤层气勘探开发经验,一般认为深部煤层气是指埋藏深度在1000 m以深的煤层,其煤岩性质、含气性和储层物性与中浅部煤层有着较大的差异,这样势必造成深部煤层气富集成藏和工艺技术上的特殊性。我国深部煤层气资源量占全国煤层气资源量的61%。借鉴美国和加拿大深部煤层气开发的成功经验,开展我国深部煤层气富集成藏及深部煤层气工艺技术研究,将有助于全面开发我国煤层气资源。! | 郭广山 柳迎红 吕玉民 | 2015 | 洁净煤技术2015，21，1： | 16 |
| 7 | 基于微孔充填模型的页岩储层吸附动力学特征分析显示文摘微孔填充是吸附质分子在吸附剂纳微孔隙中、较高平衡压力下表现出来的一种吸附特征,以此为基础发展起来的热力学理论在确定吸附剂微观结构及吸附性能研究方面起到了巨大推动作用。基于此,该文重点探讨了甲烷在页岩中吸附时填充率一、特征能量E、特征系数n、微分吸附功A、吸附热Q、吸附焓△日及吸附熵△S的变化关系。结果表明:特征系数n取1较为适当;温度升高特征能量E值略降,3组样品E值范围4.14~5.63kJ/mol;随着口的不断增加,A,Q,1△H及△S等参数值逐渐降低,各能量参数随吸附进行而发生较为规律的变化,无突变。结果认为,热力学参数一定程度上代表了TOC及尼等参数的综合效应,受单一因素干扰性不强。将计算的Q及△s等热力学参数与四川盆地志留系龙马溪组页岩的相应参数进行了对比,进一步表明四川盆地该套龙马溪组页岩具有巨大的页岩气勘探和开发潜力。 | 尹帅 丁文龙 刘建军 何建华 王濡岳 李昂 王莹莹 无 | 2014 | 高校地质学报2014，20，4： | 14 |
| 8 | 基于吸附势理论的深部煤储层吸附气量研究显示文摘为了揭示深部煤储层煤吸附特性,量化表征煤储层吸附气量,以鄂尔多斯盆地东缘石炭—二叠系煤为研究对象,通过高温高压条件下煤的等温吸附实验研究,从煤级、温度及压力的角度解读高温高压条件下煤吸附特征。基于吸附势理论,建立了不同煤级煤的吸附特征曲线及吸附气量预测模型。应用预测模型对临兴地区石炭系8+9号煤层吸附气量进行了计算,结果表明:深部煤储层吸附气量受煤级、压力、温度的综合控制,煤级在0.77%~2.18%,即气煤—贫煤阶段,煤级和压力对煤吸附能力显示正效应、温度起负效应,且随着压力增大温度的负效应更为显著。不同煤级对应的煤吸附甲烷特征曲线不同,煤级越高则吸附势随吸附空间增大而减小的速度越缓慢。计算的绝对吸附量为19.6~31.1 cm^3/g,含气饱和度为37.8%~78.8%。 | 王延斌 陶传奇 倪小明 高向东 何云超 | 2018 | 煤炭学报2018，43，6： | 13 |
| 9 | 超声波作用下的煤层气吸附一解吸规律实验显示文摘目前,对于超声波作用下的煤层气吸附—解吸规律及超声波促进煤层气解吸机理的研究还有待于进一步深入。为此,利用自行设计的实验平台,开展了超声波作用下的煤样等温吸附—解吸实验(实验煤样采自山西晋城成庄煤矿和高平建业煤矿的下二叠统山西组15号煤层)。实验结果显示,未加载超声波时,伴随着压力的逐渐增大,煤样对CH_4的吸附量逐渐增加;但在加载超声波后,随着超声波功率的增大,煤样的吸附能力逐渐减弱,且随着系统压力的释放,煤样的解吸速率逐步增大。超声波使得煤样吸附能力降低的原因主要在于:①超声波的热效应使得煤样内部温度升高,降低了煤样的吸附能力:②煤岩表面势能的提高以及超声波作用下色散力的产生,使得CH_4气体分子被吸附的概率降低。而煤样解吸速率增大的原因可解释为:在施加超声波的情况下,煤体内部质点发生微位移并产生新的裂隙、微裂隙和孔隙,从而促进了煤层气的解吸和扩散。结论认为:超声波功率与煤样Langmuir常数呈负相关关系,利用所得到的实验数据可以拟合Langmuir常数与超声波功率之间的函数关系,据此可建立超声波与煤岩吸附特性之间的数值关系。 | 赵丽娟 | 2016 | 天然气工业2016，36，2： | 13 |
| 10 | 高温高压下煤孔隙结构的变化对瓦斯吸附特性的影响显示文摘为了研究高温高压条件下煤孔隙结构变化对瓦斯吸附特性的影响,选取九里山矿无烟煤,在压力为7 MPa、温度为40~130℃的条件下进行等温吸附实验和压汞实验。研究结果表明:煤样对甲烷的等温吸附曲线在该压力、温度条件下符合Ⅰ型吸附曲线特性,吸附规律符合Langmuir吸附模型;在压力7 MPa和温度130℃条件下,煤样的孔隙结构发生一定的变化,煤的比表面积增大、累计孔体积降低,可见孔及裂隙的数量比例增高,加强了煤样孔隙之间的连通度,导致原本吸附在煤样表面的甲烷分子大量解吸;在压力不变的情况下,随着温度的不断增高,煤的极限吸附量逐渐减小,其主要原因是样品孔隙结构的破坏和分子间作用力的变化。 | 王玲玲 王兆丰 霍肖肖 刘勉 | 2018 | 中国安全生产科学技术2018，14，12： | 13 |
| 11 | 无烟煤变温变压吸附实验数据的数学分析显示文摘煤炭科学研究总院西安研究院报道的无烟煤变温变压吸附实验有测试点少(12点)、涉及温度(18~72℃)及压力(1~19MPa)范围宽、更符合煤层气排采的实际情况的优点可以在煤层气或页岩气吸附-解吸研究中应用。LI吸附-流动方程既可以处理变温变压吸附实验数据,也可以处理系列等温吸附实验数据,并可以将处理结果可视化。LI吸附-流动方程的偏导数、偏微分和全微分可以解释并计算变温变压吸附实验现象和吸附量极大值。 | 李东 | 2017 | 中国煤层气2017，14，2： | 10 |
| 12 | 变温变压下煤岩甲烷吸附变化量的研究——以陕西韩城下峪口煤为例显示文摘根据下峪口3号煤的系列等温兰氏体积和兰氏压力,用LI温-压-吸附方程回归计算其相关参数。所得LI温-压-吸附方程可以显示并定量计算得到下峪口3号煤的吸附能力在温度和压力的综合影响下如何变化,结果为其随温度升高而降低,随压力增大而增加。定量计算结果证实,在温度和压力的双重作用下,煤的吸附量有极大值。 | 李东 郝静远 | 2017 | 非常规油气2017，4，2： | 10 |
| 13 | 变温变压条件下不同深度煤层气吸附行为研究显示文摘LI吸附-流动方程能定量地计算温度、压力和煤层的性能等吸附条件对煤层气在煤表面的吸附和孔内流动时的综合影响,并可用于处理多个煤样在30℃~100℃、0.1 MPa^32 MPa的吸附数据。根据相对平均误差的大小建议将煤层埋深以及相对应的温度压力分成浅部、中部和深部。随着温度、压力和埋深的增加,即从浅部往深部变化,对于所讨论的煤样Δ值有高值,吸附量系数B相应有低值,而Freundlich吸附等温线方程中的常数β却相应减少。 | 苗泽凯 李东 王震 | 2017 | 煤质技术2017，32，3： | 9 |
| 14 | 变温变压下煤层气吸附量的预测显示文摘等温吸附虽然被大量学者进行研究并用于煤层气储量的预测,由于其实验条件不符合实际开采过程中的地温与地压,故很多专家提出用变温变压的实验条件来预测煤层气的吸附量,但是到目前为止鲜有很好的方程来处理变温变压实验数据。本文基于煤炭科学研究总院西安研究院张庆玲对4种不同煤级煤样在变温变压吸附实验的研究,提出了温度-压力-吸附量方程(TPAE方程)用于煤层气在温度和压力共同影响下吸附量的预测。通过TPAE方程,对4种不同煤级在变温变压下吸附量进行回归预测。结果表明:TPAE方程可以非常好地处理变温变压吸附实验数据,4种煤样的回归计算值与实测值最大平均相对误差为2.64%,最小为1.63%,同时实现温度和压力及吸附量三维视图的可视化,从图中可知任意温度和压力下煤层气的吸附量。 | 张学梅 李东 | 2018 | 化工进展2018，37，A01： | 8 |
| 15 | 济阳坳陷深部煤层吸附效应及含气性特征显示文摘深部煤层气是中国目前煤层气勘探开发的一个新的研究领域,以模拟深部条件下的煤层等温吸附实验为研究方法,分析煤层气在温度、压力控制条件下的吸附效应,指出了济阳坳陷石炭系—二叠系煤层含气性临界深度,通过回归分析预测了济阳坳陷深部煤层的吸附量,揭示出深部环境(>2000m)温度、压力和煤级共同控制的煤层含气性特征。研究结果表明:济阳坳陷深部煤层的含气性临界深度在800m至1200m之间,该深度以深,温度、压力的协变效应使得吸附量随埋深增加而减小;基于朗格缪尔模型的深部煤层吸附量预测结果显示,埋深4000m条件下高煤级煤仍具有较高吸附量,预测吸附量为12.29cm^3/g,而低煤级煤仅为1.83cm^3/g;在深部高温热效应下煤级随埋深增加而升高,深部煤层吸附气量在温度、压力和煤级'三重效应'控制下于3000~3500m出现转折,该深度以下,吸附量随着埋深增加而增加。 | 韩思杰 桑树勋 周培明 | 2017 | 中国石油勘探2017，22，5： | 7 |
| 16 | 温度/压力对甲烷超临界吸附能量参数的影响机制显示文摘煤层气在储层高温高压环境中主要以超临界吸附状态赋存,温度和压力是影响煤储层含气性的重要外部控制因素,温压条件改变意味着煤-甲烷吸附体系的原始平衡状态被打破,体系能量发生变化。基于无烟煤等温吸附试验数据,通过Gibbs方程对比了甲烷超临界与亚临界吸附的差异,从吸附热力学和吸附动力学角度,分析了温度和压力对甲烷超临界吸附过程中的能量参数的影响规律。结果表明:超临界条件下的煤-甲烷吸附体系绝对吸附量大于过剩吸附量,二者间的差异随平衡压力增大而增大,随温度升高而减小。对于特定的煤-甲烷吸附体系,吸附势与吸附空间在任意温压条件下呈现单一吸附特征曲线关系,且平衡压力增加引起吸附势减小,吸附空间增大,而温度升高引起吸附势增大,吸附空间减少。甲烷分子主要以菲克型扩散方式在煤岩中传质,由于分子平均自由程受温压控制,扩散系数随压力增大而减小,随温度升高而增大。气体分子吸附活化能本质为分子动能的体现,不受体系压力影响,但受体系温度影响,温度越高,吸附活化能越大。 | 吴双 汤达祯 李松 李翔 | 2019 | 煤炭科学技术2019，47，9： | 7 |
| 17 | 煤化作用过程中有机显微组构演化特征及生烃意义综述显示文摘煤化作用过程中有机显微组分及结构演化研究对煤层气(CBM)勘探开发具一定参考价值。对各类煤有机显微组分组成特征、形态特征及大分子结构特征进行了描述。综述了目前国内外针对该研究的8种主要物理化学研究方法:分子模拟法、红外光谱(FTIR)、色谱法、质谱法(MS)、核磁共振(NMR)、拉曼光谱(RS)、X射线光电子能谱(XPS)、X衍射(XRD)及组合研究的原理及一些应用。探讨了该研究在煤生烃方面的意义,表明地质演化是生烃的基础,大分子结构演化是控制生烃能力的关键,而动力反应机制是使生烃能力呈现多样性的重要因素。最后指出未来还需加强孔隙网络基础研究、学科方法交流研究、与泥页岩对比研究及软件研发,同时应适度关注低碳能源可能带来的挑战。 | 尹帅 丁文龙 陈文玲 刘建军 蓝宝锋 何丹 赵军辉 李文 | 2015 | 地质科技情报2015，34，2： | 6 |
| 18 | 深部煤层瓦斯赋存机制研究现状及展望显示文摘深部煤层瓦斯赋存机制是指导深部煤炭和瓦斯资源安全高效开采的重要理论基础。相比浅部煤层,深部煤层的赋存环境具有高地应力、高地温、高瓦斯压力、低渗透率的'三高一低'特征,其决定了深部瓦斯赋存独有特征以及深部资源产出面临的技术难题。系统回顾了应力、温度、压力、渗透率对深部煤层瓦斯赋存规律的影响,指出单一物理场影响研究存在的不足,明确了多场耦合作用环境是研究深部煤层瓦斯赋存机制的客观条件,为深部煤层瓦斯赋存机制研究指明了方向。 | 秦玉金 陈煜朋 姜文忠 于笑晨 苏伟伟 | 2020 | 煤矿安全2020，51，5： | 6 |
| 19 | 陕西焦坪崔家沟煤岩吸附热力学特征分析显示文摘用陕西焦坪崔家沟7号煤的系列等温吸附兰氏参数回归求解温度-压力-吸附方程,TPAE的4个待定参数。并用TPAE作反映吸附的平衡压力与温度之间关系的等量吸附线。陕西焦坪崔家沟7号煤的等量吸附线数据与描述吸附平衡的克拉贝龙-克劳修斯方程的三点数学推论完全一致:煤层气的吸附是物理吸附,是放热过程,lnP对1/T作图的直线有负斜率;当温度升高时要想维持同样的吸附量,必然要增大气体的压力;因为吸附介质表面的能量不均匀使得陕西焦坪崔家沟7号煤的平均等量吸附焓随吸附量的增加而下降。 | 李东 郝静远 张学梅 马青华 | 2018 | 低温与特气2018，36，1： | 6 |
| 20 | 西山煤田马兰矿煤层气储层特征与含气性分析显示文摘为了研究太原西山煤田马兰矿煤层气储层特征及其控气作用,为预测矿区内煤层气有利开发目标储层和煤层气开发提供理论支持,对井田主采2~#、8~#和9~#煤层进行压汞实验和等温吸附实验。实验结果表明:2~#煤层和8~#煤层孔隙主要以大孔为主,9~#煤层孔隙以小孔为主。其中2~#、8~#和9~#煤层的孔隙度分别为3.21%~7.22%、6.45%~10.75%和8.67%~16.62%;兰氏体积分别为18.51~19.29 m^3/t、19.74~20.61 m^3/t和19.41~21.25m^3/t;兰氏压力分别为1.72~2.01 MPa、1.94~2.02 MPa和1.98~2.08 MPa。8~#煤层相比2~#煤层和9~#煤层,具有厚度大、孔隙率高、渗透性好、兰氏压力大、气含量丰富的优势,更有利于煤层气的运移、成藏和抽采开发。 | 肖本万 | 2017 | 中国煤炭2017，43，6： | 5 |
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