煤田地质与勘探

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

孙四清, 张群, 龙威成, 郑凯歌, 黑磊

2019, 47(4): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.001

浏览量：208 下载量：20

摘要:
针对煤矿井下大范围超前探测煤层瓦斯含量的实际需求，提出了煤矿井下煤层瓦斯含量测试密闭取心方法，设计并试制了适合于煤矿井下长钻孔煤层瓦斯含量精准测试的"三筒单动、球阀密闭"的密闭取心装置，装置外径89 mm，采取煤心直径可达38 mm；密闭能力达到11 MPa以上，满足于煤矿井下煤层瓦斯含量测定密闭取样要求。井下工程试验结果显示，该装置的煤层密闭取心取样深度达到360.5 m，5组密闭取心法测得的煤层瓦斯含量为常规取心法测值的1.26~3.07倍，平均2.25倍。该技术将为我国煤矿井下煤层瓦斯含量大范围精准探测、区域瓦斯治理及效果检测提供一种有效的技术手段。

碎软低渗煤层煤层气直井间接压裂技术及应用实践

周加佳

2019, 47(4): 6-11. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.002

浏览量：111 下载量：21

摘要:
为了解决碎软低渗煤层压裂改造过程中煤粉产出和压裂裂缝不易延伸的技术瓶颈，采用地应力和数值模拟分析方法，对煤层气井间接压裂适应性及裂缝展布规律进行分析研究，并在湖南洪山殿矿区进行了间接压裂工程实践。结果表明：间接压裂可有效提高碎软低渗煤层的压裂改造效果，增加压裂裂缝长度，当顶底板为脆性砂岩时，更加有利于间接压裂；洪山殿矿区HC01井取得了单井产气量1 850 m³/d的良好产气效果，表明"大排量、大砂量、高前置液比、中砂比"的活性水间接压裂技术适用于碎软低渗煤层的增产改造；同时，可钻桥塞电缆射孔联作技术的应用可有效缩短煤层气井多煤层段压裂改造的施工周期，提高压裂施工时效性。

吸附–解吸状态下煤层气运移机制

刘永茜, 张书林, 舒龙勇

2019, 47(4): 12-18. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.003

浏览量：210 下载量：17

摘要:
带吸附作用的煤层气运移规律一直是煤层气地质学界关注的焦点问题之一。为研究吸附-解吸状态下的煤层气运移机制，推导了气体吸附-解吸方程并分析了多孔介质扩散-渗流理论，开展了煤层气运移实验并对实验结果进行了分析。研究结果发现：煤体孔隙结构对煤层气运移具有"容阻效应"，"容储""阻降"二重特性并存构成了煤基质的基本功能；气体运移过程中煤体对CO₂和CH₄吸附能力的差异体现在吸附响应时间、吸附速率增长率、吸附平衡时间和最大吸附体积等4项指标；煤层气运移过程中扩散和渗流两种方式并存，当裂隙及大孔内气体压力较中-微孔隙系统气体压力高时，气体运移速率以渗流为主，否则以扩散为主。

贵州对江南井田煤层气地质特征及高效开发技术

巩泽文

2019, 47(4): 19-27. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.004

浏览量：108 下载量：19

摘要:
贵州对江南井田煤层气开发进展缓慢，通过前期勘探阶段实践，该区块存在的主要问题是钻井效率低、固井漏失严重、压裂改造周期长，单井产量低，客观评价井田煤层气地质特征及开发技术对后续煤层气的开发至关重要。通过对井田煤层厚度、煤体结构、储层压力、含气量、渗透性等方面进行了系统研究，结合井田以往钻井、压裂及排采实践，提出了井田煤层气开发以定向井为主，在M18煤层构造简单、煤体结构好、含气量高、煤层稳定且厚度大于3 m的区域，宜采用水平井的开发方式，在M25和M29煤，M78和M79煤构造简单、含气量高、煤层稳定且层间距小于5 m的区域，宜采用层间水平井的开发技术，漏失井段宜采用空气潜孔锤快速钻进技术，非漏失井段宜采用螺杆复合钻进技术，固井宜采用变密度水泥浆+无水氯化钙的固井方式，直井和定向井压裂宜采用复合桥塞层组多级压裂，水平井宜采用油管拖动水力喷砂射孔压裂技术，排采宜采用合层排采+分层控压技术，形成一套适宜于对江南井田地形地质条件下的煤层气开发技术，为今后研究区大规模煤层气商业开发提供参考。

基于煤矿“先抽后建”及资源开发的煤层气地面井位抽采部署及应用

王晶, 姚团琪, 程斌

2019, 47(4): 28-32. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.005

浏览量：84 下载量：7

摘要:
针对目前煤矿"先抽后建"提出的安全指标及贵州黔北矿区多煤层的资源特征，同时弥补目前地面抽采部署缺乏系统性、盲区大的问题，以贵州对江南煤矿为例，进行了煤层气地面抽采井位部署研究。综合该区复杂的地形条件、煤层发育特征（层数多、厚度薄、成群分布）、煤体结构及开发部署要求，优选出分段压裂水平井为主、丛式井为辅的开发方式。沿着1、2号采掘工作面分别部署了4个水平井组和16个垂直井（丛式井），占地7个井场。通过精细化地质模型建立、网格划分，利用CBM-SIM数值模拟软件模拟了20口井（井组）5 a地面抽采效果平均日气量可达26 036.54 m³，地面抽采5 a后1、2号工作面内M78煤层气含量降幅超过30%。模拟结果显示，对江南煤矿的精细化井位抽采部署，有效降低了采掘工作面瓦斯含量，兼顾煤矿安全生产和煤层气资源利用的双重目的。该方法可为煤层气地面抽采及煤矿井下采掘安全协同发展，提供新思路、新方法。

晋城矿区王坡井田地面瓦斯抽采效果影响因素

杜志强

2019, 47(4): 33-37. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.006

浏览量：57 下载量：6

摘要:
晋城矿区王坡井田地面瓦斯抽采效果差，为了查明原因，指导今后地面抽采工程施工，将研究区煤层气资源赋存条件与抽采效果较好的临近成庄井田进行了对比分析，并对排采井水质进行检测，同时在井下进行压裂裂缝形态观测。综合分析认为，煤层瓦斯资源丰度和储层条件是影响王坡井田抽采效果的主要内在基础因素；大量发育的陷落柱破坏了煤层气封闭条件并增强了地下水的补给，造成抽采井的排水降压难度大；井下裂缝观测表明，压裂裂缝顺煤层与顶板弱应力面水平延展，导致储层压裂改造效果欠佳。建议加强对研究区的瓦斯赋存分布特征及陷落柱发育规模深入研究，以指导后期地面井瓦斯抽采工程施工。

基于NMR技术的超声波频率对煤体激励致裂效果的影响

马会腾, 翟成, 徐吉钊, 孙勇

2019, 47(4): 38-44. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.007

浏览量：82 下载量：6

摘要:
为了深入研究超声波频率对煤体激励致裂效果的影响，利用超声波发生仪对原始煤样进行致裂实验，并利用低场核磁共振设备NMR设备对煤样进行测量，通过分析弛豫时间T₂曲线，深入研究煤样致裂前后孔隙结构的变化。研究结果表明：超声波可以有效改善煤体的孔隙结构，经超声波激励致裂后，煤样内部的孔隙数量增多，总孔隙率、有效孔隙率及渗透率均明显增大；同时，煤样内部小孔数量的增长率与超声波频率呈负相关关系，中孔和大孔数量、总孔隙率增长率、有效孔隙率及渗透率的增长率与超声波频率均呈正相关关系。研究结果为煤储层超声波致裂增透技术奠定理论基础。

中国煤型铀地质–地球化学研究进展

周贤青, 秦勇, 陆鹿

2019, 47(4): 45-53. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.008

浏览量：176 下载量：23

摘要:
中国铀矿资源缺口巨大，仅靠开发传统铀矿资源无法满足能源和国防建设不断增长对铀资源的需求，煤型铀资源的开发利用可一定程度上缓解对铀资源的需求压力。通过总结近些年煤型铀的研究成果，对我国主要煤型铀矿的含矿点、铀含量范围、含煤地层的形成时代及分布范围进行了归纳，并给出了煤型铀的界定标准（大于或等于40 mg/kg），为划分煤型铀矿提供依据；对煤型铀的赋存状态、成矿机制及影响因素进行了较为全面的阐述。综合分析认为我国对煤型铀研究较不足，其中对于微观地质选择过程着力不够，而查明煤中铀富集的微观地质选择过程对于成矿机制的理解至关重要；煤型铀矿化时间和期次研究有待进一步加深，有利于分析煤型铀的矿化模式、揭示煤型铀与伴生砂岩型铀矿之间的成因联系，进而深化对煤型铀矿化机制的理解。

柴北缘东部北大滩地区中侏罗统石门沟组控煤因素

彭明鸿, 田景春, 张翔, 陈磊, 曾建强, 王素英

2019, 47(4): 54-62. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.009

浏览量：120 下载量：6

摘要:
青海省北大滩地区煤炭勘查工作的关键是沉积期的聚煤环境和沉积前后构造作用对煤层赋存的控制作用。为明确柴北缘东部北大滩地区石门沟组的控煤因素，有效指导该含煤区的煤炭勘查工作，基于野外露头、钻孔、地球物理勘探等地质资料，在分析北大滩地区石门沟组聚煤环境和构造作用的基础上，从聚煤环境、古隆起和断裂、向斜等方面深入探讨了石门沟组的控煤因素。其中，扇三角洲平原分流河道间的泥炭沼泽和滨湖环境的滨湖沼泽是有利的成煤环境，控制着煤层横向发育、分布特征；古隆起控制着有利聚煤区和煤层分布区；北大滩向斜内部次级背斜和逆断层的上盘控制着煤层埋藏深度，煤层埋藏浅降低了后期煤炭勘查的难度。

岩浆侵入煤层中锑的赋存特征——以淮北卧龙湖矿为例

欧金萍, 郑刘根, 魏祥平, 刘思魁, 李立园, 刘梦, 黄晓雨

2019, 47(4): 63-68. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.010

浏览量：69 下载量：6

摘要:
为探讨岩浆蚀变作用对煤层中锑赋存特征的影响，系统采集安徽淮北煤田卧龙湖煤矿岩浆侵入煤层侵入岩和全煤层样品共12个，利用原子荧光光谱法（AFS）测定样品中Sb含量，并对煤质参数进行分析。结果表明：卧龙湖煤矿岩浆侵入区煤表现为超低挥发分，中等灰分，特低硫的特点，煤中的硫主要以有机硫和黄铁矿硫存在。受岩浆热液影响，煤中灰分增加，挥发分减少；岩浆蚀变煤层中锑明显富集，算术平均值达到10.48 mg/kg，且侵入岩上方煤中Sb的平均含量明显增高，煤岩接触带位置Sb的含量达到最高值（13.93 mg/kg）；岩浆蚀变煤中的锑主要以无机结合态形式存在（相关系数r为0.74），有机硫与煤中Sb呈显著负相关（相关系数r为-0.60）。岩浆侵入作用导致卧龙湖煤矿煤的煤质特征及煤层中锑的赋存方式受到不同程度的影响，研究结果可为特殊地质作用下煤中锑的环境地球化学特征提供参考。

煤层气流压回升型不正常井储层伤害机理与治理

贾慧敏, 胡秋嘉, 祁空军, 覃蒙扶, 毛崇昊, 张光波

2019, 47(4): 69-75. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.011

浏览量：92 下载量：12

摘要:
合理控制套压和井底流压、合理排水降压采气是提高煤层气井开发效果的关键技术。井底流压回升可抑制煤层气解吸产出，造成储层伤害，降低煤层气井产量，影响煤层气井开发效果。通过沁水盆地樊庄区块生产实践动态分析、理论研究和室内实验，提出了煤层气流压回升型不正常井起因，通过理论研究和现场数据分析，明确煤层气井流压回升对储层伤害机理，提出流压回升对储层伤害程度评价方法及治理对策。研究结果表明：煤层气井煤没度增加导致套压降低，套压下降速率越快，则井底流压下降越快；煤没度增加速率过快的煤层气井，其井底流压回升对储层伤害严重，导致气体产出阻力增加，部分气体被毛细管压力封堵在孔隙中，难以产出。流压回升伤害指数可以表征流压回升导致储层伤害程度，抽油泵凡尔漏失和气锁导致煤层气井排水量小于煤层向井筒供水量是井底流压回升的主要原因，其治理措施可通过液压冲洗清除固定凡尔煤粉，通过机械振动清除游动凡尔煤粉，通过恒沉没防气锁工艺与煤层气井间断抽水工艺相结合措施治理气锁。

沁水盆地柿庄区块煤层气井压裂增产效果关键影响因素分析与实践

薛海飞, 朱光辉, 王伟, 陆小霞, 王明昊, 王延斌

2019, 47(4): 76-81. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.012

浏览量：154 下载量：18

摘要:
针对沁水盆地柿庄区块煤层气开发过程中低产低效问题，基于大量实际生产资料分析，探讨地质因素和工程因素对煤层气开发效果的影响。结果认为，地应力和煤体结构是影响煤层气井压裂增产效果的关键地质因素。其中，煤层气井压裂过程中，高地应力影响裂缝延伸和支撑，水平主应力差影响裂缝延伸方向和形态；煤体结构较差的煤层在压裂中易形成煤粉，堵塞导流通道，压裂效果变差。影响压裂效果的工程因素主要包括压裂液性能、施工排量、前置液占比和井径扩大率，针对研究区地质概况，提出"2% KCl+清水、阶梯排量注入、前置液量180~240 m³、优化射孔段和水力波及压裂"等系列优化技术，并指出煤层气压裂选井是决定压裂效果和开采经济性的重要环节。将优化技术在柿庄区块北部深部煤层气开发井中加以实践验证，取得很好的增产效果。研究成果及认识对沁水盆地及相同地质条件区域的煤层气开发具有一定的指导意义。

渭北区块煤层气井抽油杆腐蚀影响因素

庞斌, 王旱祥, 兰文剑

2019, 47(4): 82-87. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.013

浏览量：44 下载量：6

摘要:
为明确鄂尔多斯盆地东缘渭北区块H矿区煤层气井腐蚀影响因素，以抽油杆为研究对象，通过对实际开采过程中产出气、采出水、抽油杆表面腐蚀产物成分和抽油杆质量损失检测分析，总结了抽油杆腐蚀类型和腐蚀强度，并对比分析了不同排采阶段、开发层系和采出液矿化度对抽油杆腐蚀的影响。研究结果表明：渭北区块煤层气井抽油杆主要受到CO₂和H₂S的腐蚀，其来源主要为5号煤和11号煤。在初期排水阶段抽油杆腐蚀程度低，主要是由少量CO₂溶解气引起；憋套压和产气之后，抽油杆受到产出的酸性气体CO₂和H₂S的共同腐蚀作用，且腐蚀不断增强；同时地层水矿化程度对抽油杆腐蚀有明显的促进作用。由于腐蚀影响因素复杂且强度不断变化，因此，对抽油杆表面进行包覆或涂上防腐层是直接有效的防腐手段。

福建二叠系中统文笔山组页岩气储层条件分析

陈泉霖

2019, 47(4): 88-93. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.014

浏览量：114 下载量：7

摘要:
为丰富福建省页岩气资源调查评价的基础研究工作，以有机地球化学、岩石矿物成分和储层物性分析等实验为重点，结合野外地质调查、露头及钻井等资料，分析研究了福建省二叠系中统文笔山组页岩气储层地质条件。结果表明：福建二叠系中统文笔山组泥页岩干酪根为Ⅲ型；有机碳质量分数普遍在1%~2%，有机质丰度中等；R_ran值介于3.76%~4.91%，泥页岩处于过成熟演化阶段；岩石脆性矿物普遍较低；泥页岩孔隙度中等，渗透率极低，微孔和中孔提供了气体吸附的主要场所。与国内外典型含气泥页岩相比，福建文笔山组具有形成页岩气的物质基础和埋藏条件，初步认为福建省中部龙岩一带可以作为下一步工作的重点区域。后期需要加强有机质成熟度和微观孔隙结构对储气性能的研究，了解研究区内泥页岩的吸附能力、孔隙形态及发育特征，为福建地区页岩气勘探开发提供指导作用。

湘中与湘东南岩关阶组和龙潭组页岩气潜力

曹涛涛, 邓模, 刘虎, 黄俨然, HURSTHOUSE Andrew Stefan

2019, 47(4): 94-103. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.015

浏览量：68 下载量：9

摘要:
为了揭示湘中与湘东南坳陷海陆过渡相页岩含气潜力及勘探方向，对该区下石炭统岩关阶组和上二叠统龙潭组泥页岩进行总有机碳含量TOC、镜质体反射率R_ran、干酪根碳同位素、有机质显微组成、X衍射、扫描电镜、孔渗特征和等温吸附等测试。结果表明岩关阶组和龙潭组处于成熟-高成熟期、类型以Ⅲ型为主；龙潭组泥页岩TOC含量普遍较高、而岩关阶组泥页岩TOC含量较低。龙潭组和岩关阶关组泥页岩矿物主要为黏土矿物和石英，部分含有较高的方解石。这两套页岩的孔隙发育较差，主要孔隙类型为有机孔、溶蚀孔和层间裂缝。孔隙度为0.41%~2.76%、渗透率为（0.08~0.98）×10^-3 μm²。孔隙度主要受TOC控制，不稳定矿物如长石和碳酸盐岩虽然能提供一定孔隙，但对页岩物性的影响有限。泥页岩的甲烷吸附量普遍在1.67~2.5 cm³/g，2015H-D3井龙潭组泥页岩现场解吸气量普遍大于0.5 cm³/g，最高为2.35 cm³/g，表明湘中和湘东南地区龙潭组具有一定的页岩气潜力，但岩关阶组勘探前景相对较差。

基于顶板水预疏放的首采工作面涌水规律

李永涛, 杨建

2019, 47(4): 104-109. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.016

浏览量：89 下载量：12

摘要:
为了建立符合蒙陕接壤区煤炭开采防治水技术体系，以纳林河二号矿井首采工作面为例，开展了覆岩破坏规律、水文地质条件、涌水量预计、顶板水预疏放等研究，结果表明：应用钻探取心、钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视探测手段，实测得到首采工作面导水裂缝带高度为103.23 m，裂高（导水裂缝带高度）采厚比为18.8，导水裂缝带可沟通3段含水层，其中直罗组底部含水层钻孔涌水量92.0~136.0 m³/h、水压4.0~5.6 MPa，呈"水量大、水压高、分布不均"的特点，是威胁工作面回采安全的最主要含水层。回采过程中顶板水主要由静态储存量和动态补给量构成，采用"动静储量结合法"计算得到静态储存量和动态补给量分别为2.596×10⁶ m³和417.6 m³/h。对顶板水开展分段预疏放条件下，整个工作面回采过程中采空区涌水量与推采步距呈正相关关系，随着顶板周期性滞后垮落，导水裂缝带也周期性发育至高点（直罗组底部含水层），采空区涌水量又呈台阶式增长。最终总预疏放水量4.235×10⁶ m³，采空区总涌水量5.313×10⁶ m³，首采工作面总排水量为622.8 m³/h，与预计排水量596.9 m³/h相差4.2%。涌水量准确预测和顶板水提前预疏放，是实现首采工作面防治水安全的关键，可以为鄂尔多斯盆地北部深埋区提供防治水技术支撑。

孤岛工作面底板破坏深度微震测试与模拟分析

赵春虎

2019, 47(4): 110-116. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.017

浏览量：60 下载量：9

摘要:
针对孤岛工作面煤层开采底板损伤问题，以河北葛泉煤矿11913孤岛工作面为研究对象，采用微震方法分析其底板破坏深度；并通过数值模拟对首采、跳采及孤岛3种工作面回采过程中围岩采动应力与底板破坏的规律进行了对比分析。微震测试结果显示11913工作面回采过程中微震事件主要发生在下巷，识别出工作面最大破坏深度20~25 m；基于COMSOL的11912首采、11914跳采及11913孤岛3个工作面数值模拟结果显示，11912首采与11914跳采条件下煤柱地应力集中状态变化不大，最大破坏深度小于11.56 m，仅发育至工作面底板的注浆改造层内部；而11913孤岛回采条件下，受到重复采动影响，工作面两侧煤柱应力集中状态骤增，最大破坏深度剧增至23 m，已发育至煤层底板的本溪组灰岩含水层。研究结果对于华北型煤田下组煤层开采底板破坏规律分析与不同类型工作面回采条件下底板水害防治有一定的参考价值。

磁处理对注浆用黏土浆液的改性作用

薛卫峰, 王苏健, 邓增社, 黄克军, 韩磊, 冀瑞君, 梁少剑

2019, 47(4): 117-123. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.018

浏览量：91 下载量：9

摘要:
对黏土浆液进行磁化处理，研究磁化处理后黏土浆液的黏度、密度、pH值、电导率、析水率、结石率及抗渗性等物理性质变化特征。磁处理后，黏土浆液密度、黏度、析水率均减小，pH值、电导率、结石率增大，黏土浆液的析水率与结石率的改善效果随磁化时间的增长而增大，磁处理改善了浆液的流变性能，磁化后黏土浆液固结体的抗渗性能较未磁化黏土浆液固结体抗渗性能有了大幅提高。黏土浆液经磁化后Zeta电位值、pH值增大，使得其分散程度提高，从而降低了析水率，提高了结石率，同等质量黏土浆液抗渗性能的提高得益于磁处理后黏土浆液结石率的大幅增加，而其黏度的降低，是因磁处理后黏土浆液颗粒间有较强的排斥力导致。

斜支撑支护基坑与相邻地下室有限土体土压力反演分析

张国茂, 彭文祥

2019, 47(4): 124-130. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.019

浏览量：78 下载量：4

摘要:
为探讨斜支撑支护基坑与相邻地下空间有限土体土压力分布规律，对某基坑现场监测数据进行反演分析。研究基于试算法改进后的三次样条法，运用Matlab软件进行反演计算得到支护结构弯矩值和桩后土压力值，结果表明：受有限土体位移模式、非极限状态、边界条件的影响，有限土体主动土压力在开挖面以上，呈现明显的"R"字形分布，比经典土压力计算值小约16.3%；被动土压力与主动土压力差值在开挖面以下，呈现近似矩形分布，比经典土压力计算值小约65%，分析结果可为该类工程支护设计及计算提供依据和参考。

高填方对红黏土地基力学性质影响及坡体稳定性

高盛翔, 徐强, 马洪玉, 吴圣林, 吴康, 刘鹏, 吴泽辉

2019, 47(4): 131-137. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.020

浏览量：59 下载量：7

摘要:
以云南安宁市一高填方边坡为例，通过勘察、监测等手段，在查明红黏土分布特征的基础上，对填土前后红黏土的物理力学性质变化进行分析，应用数值模拟软件对坡体稳定性进行研究。结果表明，填方工程施工前后，红黏土地基物理力学指标呈现出先降低后增强的特征，致使填土边坡的稳定性呈现出先降低后提高的趋势；坡体上部的地裂缝是在地基土、原地形、填土厚度不均的不利组合下，由于填方体、地基土固结引起坡体的不均匀变形所致，坡体整体稳定。研究成果对于红黏土地基的高填方边坡工程设计、红黏土地基土物理力学指标对坡体稳定性的影响、施工过程中不均匀变形量控制、坡体上部裂缝病害研究具有一定的参考价值和指导意义。

内摩擦角对冻融岩石损伤本构模型的影响探讨

袁超, 张慧梅, 孟祥振, 杨更社, 吴禄源

2019, 47(4): 138-143. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.021

浏览量：153 下载量：9

摘要:
基于Weibull随机分布和损伤力学理论，从岩石变形全过程的特点入手，选用Drucker-Prager准则，建立能反映冻融岩石各变形阶段特征的损伤本构模型。通过冻融砂岩常规三轴压缩试验，运用Mohr应力圆，获得不同冻融循环次数下砂岩的黏聚力和内摩擦角；由模型理论曲线与冻融砂岩试验曲线对比分析，验证模型的合理性；通过变动内摩擦角，分析摩擦角对模型是否存在影响。结果表明：基于Drucker-Prager准则获得的理论曲线与试验曲线吻合较好，验证了模型的合理性；内摩擦角对分布变量的影响较大，且是线性关系，但对损伤本构模型没有影响或影响不大。研究成果对岩石本构关系的建立有较好的参考价值。

采动影响下逆断层活化规律的数值模拟

闵飞虎, 向必伟, 刘辉, 朱晓峻

2019, 47(4): 144-152. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.022

浏览量：68 下载量：11

摘要:
煤矿开采过程中断层活化时有发生，是矿井灾害防治研究的热点问题。为了揭示不同断层倾角条件下煤层开采对断层活化的影响，以淮南新集二矿地质采矿条件为例，采用FLAC^3D进行数值模拟，系统研究逆断层下煤层开采过程中断层的动态活化规律，阐明了断层活化位置与工作面推进距离、断层倾角之间的关系。研究表明，断层活化可分为累积期、形成期、破坏期3个发育阶段；当工作面回采至工作面推进距离的一半时，断层开始活化，至开采结束，断层滑移量最大；倾角越小的断层面越早开始活化，倾角越大的断层面滑移量越大。研究成果为断层发育区煤炭资源安全开采提供了理论依据和技术参考。

不同含水率砂岩单轴压缩力学特性及波速法损伤

段天柱, 任亚平

2019, 47(4): 153-158. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.023

浏览量：171 下载量：5

摘要:
为了探究不同含水率砂岩单轴压缩下力学特性及损伤变化情况，首先对5种不同含水率砂岩进行静态单轴压缩实验，获得其物理力学参数；而后利用超声波检测仪测量该5种不同含水率砂岩的波速，将该批次砂岩加载到80%峰值强度后卸载到0，测量此时砂岩声波波速，利用声波法定义损伤，研究含水率对砂岩损伤的影响。结果表明：单轴压缩下，砂岩的峰值强度及弹性模量随含水率升高逐渐降低，而峰值应变变化呈相反趋势；总功及弹性能随含水率增加而下降，耗散能随含水率增加而增大。实验前声波波速随含水率升高逐渐减小，实验后声波波速随含水率升高而下降，且下降趋势较实验前更迅速；砂岩的残余塑性变形和内部损伤均随含水率升高逐渐增大。研究结果可为现场岩石损伤测试提供依据。

地震勘探技术在煤系非常规气富集区预测中的应用

王树威

2019, 47(4): 159-164. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.024

浏览量：124 下载量：17

摘要:
为了预测鄂尔多斯盆地东缘某勘探区煤系非常规气的资源富集区，采用地震勘探方法在这一新领域进行预测。首先，利用叠后波阻抗反演技术对储层进行岩性预测，通过波阻抗阈值得到样点个数，再与采样率计算出时间厚度，然后乘以岩层速度得到岩层厚度；其次，采用叠前AVO反演技术对储层进行含气性预测，经过分析含气饱和度与AVO相关属性参数之间的关系，得出与有利含气区敏感性最高的属性特征。最后，把储层厚度较厚和呈低拟泊松比属性特征的区域划定为各层含气有利区，并对勘探区下石盒子组八段、山西组和本溪组的砂岩气和页岩气进行了富集区预测，钻井验证效果较好。资源富集区的预测结果表明，地震勘探技术在该区域对煤系非常规气这一新领域的预测是可行的，此方法对其他区域煤系非常规气资源富集区的预测有借鉴意义。

一种基于压缩感知的随机噪声压制方法

杨连刚, 李凌云, 杨玉梅, 屈元基, 闫柯

2019, 47(4): 165-171. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.025

浏览量：86 下载量：7

摘要:
随着高精度地震勘探技术的发展，利用高保真的方法提高地震资料信噪比成为了去噪处理的关键。曲波域阈值法能够有效地压制随机噪声，但易产生伪吉布斯震荡现象，造成信号局部畸变，从而影响处理效果。针对这一问题，提出一种基于压缩感知理论（Compressing Sensing，简称CS）的地震信号去噪方法，该方法利用随机噪声和有效信号在曲波稀疏域稀疏表征的差异来分离随机噪声。其实现步骤为：将地震数据变换到曲波域；利用压缩感知理论和全变差正则化算法重构曲波系数；曲波逆变换得到压制噪声后的重构地震数据。理论模型和实际资料应用表明，该方法能够很好规避伪吉布斯现象带来的信号失真问题，进一步提高了资料的信噪比。

定源回线TEM数据的约束反演方法及应用效果

侯彦威, 姚伟华

2019, 47(4): 172-177. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.026

浏览量：87 下载量：10

摘要:
为消除TEM定源回线装置增大接收区域后明显的边框效应，且提高TEM的分层能力，达到提高对不同电性地层精细分辨的目的，采用带约束的正则化反演方法。在反演算法中，拉格朗日因子采用CMD正则化因子的自适应调节方案，自主调整。为保证反演过程的高效、稳定且结果收敛性，使反演模型每一层的厚度按照等对数间隔进行离散，减少矩阵方程的病态性；同时对反演电阻率值采用可行的上下限约束，使迭代的结果不至于出现极值或错值，降低反演的多解性。通过对多层理论模型的计算，证明了约束反演算法的正确性和可靠性，将其用于实测瞬变电磁法勘探数据的反演计算中，反演电阻率纵向分布规律与已知地层电性资料吻合，解释的异常区得到了钻探验证，结果可靠。

基于图像融合和改进阈值的管道机器人探测图像增强方法

袁明道, 谭彩, 李阳, 徐云乾, 张旭辉, 杨静学

2019, 47(4): 178-185. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.027

浏览量：117 下载量：7

摘要:
管道机器人探测能快速、准确和直观地识别管道结构性和功能性隐患，受管道内环境限制，探测的图像存在光照不均、对比度低和细节模糊等问题。为此，提出了一种管道机器人探测图像的增强技术。首先采用限制对比度自适应直方图均化（Contrast Limited Adaptive Histogram Equali-zation，CLAHE）和同态滤波（Homomorphic Filtering，HF）处理光照不均匀和对比度低的问题，并将2种方法结果进行融合。而后将融合的图像进行非下采样轮廓波变换（Nonsubsampled Contourlet Transform，NSCT），并采用改进的Bayes-Shrink阈值对高频系数进行噪声去除。最后采用非线性映射函数对细节进行增强，并进行NSCT逆变换得到最终增强图像。选取5幅典型管道机器人探测图像进行增强处理，并与4种常见的图像增强技术进行对比。结果表明，基于图像融合和改进阈值的管道机器人探测图像增强技术可有效提高图像的整体和局部对比度，并有效增强图像的细节，能有效解决管道机器人探测图像存在的主要问题。

基于克希霍夫偏移的槽波超前探测方法及应用

赵云佩, 王伟, 侯献华

2019, 47(4): 186-192. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.028

浏览量：77 下载量：18

摘要:
为查明邢台矿区葛泉矿1199工作面掘进巷前方地质构造，采用井下槽波地震进行超前探测，用线性拉东变换提取来自巷道前方的反射波，在时间域内进行速度分析获得围岩参数信息，通过克希霍夫偏移对巷道前方地质异常体成像。结果显示，掘进巷前方距离G12检波点205 m与237 m存在异常，分别对应采空巷道与SF4断层；通过速度分析提取速度参数，初步判断SF4含水。钻探验证结果表明，克希霍夫偏移方法能对掘进巷前方断层异常体进行成像。

TSP探测精度分析及其在过江隧洞超前预报中的应用

李俊杰, 张红纲, 何建设, 荣鑫, 李剑强, 郭佳豪

2019, 47(4): 193-200. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.029

浏览量：60 下载量：16

摘要:
针对TSP预报工作耗时长、经验依赖性强等问题，以提高TSP探测精度与效率为目标，分析了影响TSP数据采集与处理精度的关键因素，总结了提高TSP探测效率的经验。结合千岛湖配水工程某过江隧洞段地质超前预报工程，在TSP探测分辨率下降的区域开展TSP跟踪预报或地质雷达探测工作，对物探异常区辅以钻探验证。结果表明：岩体完整性差地段的TSP纵波波速、密度及各力学模量值偏低，TSP对破碎带探测较敏感，对基岩裂隙水识别能力相对较弱，纵、横波波速均偏低的区域岩体富水的概率更大；岩体破碎含水区段雷达电磁异常特征表现为反射波振幅强，同相轴错断，主频偏低。综合预报成果发挥了各种预报方法优势互补的作用，为隧洞支护及超前注浆方案的优化提供了重要参考。

废弃水基钻井液低温干燥处理实验研究及经济性评价

李之军, 刘徐三, 王波, 赵威

2019, 47(4): 201-205. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.030

浏览量：50 下载量：8

摘要:
废弃水基钻井液是石油钻井工程作业过程中的废弃物，若直接排放，不但会使钻井液成本居高不下，而且还会对环境造成极为不利的影响。对废弃水基钻井液进行低温干燥处理后再利用，是既经济又符合现代发展趋势的处理方法之一。通过对聚合物钻井液体系、磺化钻井液体系及四川2口页岩气井钻井液体系低温干燥技术实验研究及经济性评价，结果表明：聚合物钻井液体系在120℃条件下干燥处理后性能恶化严重，降低干燥温度能降低其恶化程度；磺化钻井液体系及四川2口页岩气井钻井液体系在120℃条件下干燥处理后性能基本保持不变。这说明低温干燥处理技术能够实现废弃水基钻井液回收再利用，且处理成本低，处理后固体物质便于储存与运输，能够大幅降低钻井液成本。同时，还能够减少废弃钻井液排放量，降低石油钻井工程污染环境的风险。

海底钻机的高可靠绳索取心钻具的结构优化与仿真分析

王佳亮, 彭奋飞, 万步炎, 周云

2019, 47(4): 206-211. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.031

浏览量：64 下载量：7

摘要:
以提高绳索取心钻具在海底钻机上应用的工作可靠性，依据海底环境的特殊性，从提高单动机构的单动性能和悬挂机构的工作可靠性两方面着手，对钻具的单动机构展开结构优化并利用ABAQUS仿真分析手段对悬挂机构进行数值仿真分析。结果表明：经改进后的单动机构能够抑制海水的腐蚀效应，改善芯轴的定心效果，提高运转灵活性；经改进后的悬挂机构能够降低在频繁使用过程中其关键零部件发生塑性变形的风险，提高悬挂机构的工作可靠性。研究成果可为相关钻具设计提供理论支撑。

塔里木盆地深部煤层失稳机理及防塌钻井液技术

李恒, 何世明, 汤明, 李宁, 杨沛, 张震

2019, 47(4): 212-218. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.032

浏览量：118 下载量：15

摘要:
针对塔里木盆地深部煤层钻井过程中钻井液漏失和井壁垮塌等井下复杂问题，采用镜质体反射率分析、X射线衍射、扫描电镜等方法测试了煤的微观结构和理化性能。明确了煤层的失稳机理：煤中固定碳质量分数平均超过60%，镜质体反射率大于1.0%，煤化程度高、性脆、易破碎；黏土矿物总的体积分数低于25%，黏土中不含强水敏性矿物蒙脱石；煤层割理呈网状分布，其宽度主要集中在1~10 μm，易漏失。综合判定煤层失稳类型为力学失稳。以煤层微观结构为目标，结合钻井液材料粒度分布，优选沥青类封堵剂，设计出适用于煤层的沥青质聚磺防塌钻井液体系，其性能测试结果表明：沥青质聚磺防塌钻井液滤失量低、泥饼薄，能有效封堵煤的绝大部分割理，减少钻井液侵入量，防止煤层垮塌。研究成果一定程度上为塔里木盆地深部煤层的安全高效钻井提供技术保障。

煤炭国家规划矿区管理及与煤炭矿区辨析

王祥生, 王猛, 刘敬春

2019, 47(4): 219-222. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.04.033

浏览量：45 下载量：8

摘要:
针对煤炭国家规划矿区与煤炭矿区易混淆不清问题，基于相关标准和通知，详细解读了煤炭国家规划矿区和煤炭矿区的定义，梳理了第一、二批煤炭国家规划矿区和《全国矿产资源规划（2016-2020年）》划定的煤炭国家规划矿区基本情况，并从划定目的、划定依据和形成时段等方面详细阐述了二者的区别。指明煤炭国家规划矿区划定主管部门是自然资源部，划定主要目的是控制矿权设置，规范矿业权管理；煤炭矿区划定主管部门是国家发展改革委，划定目的主要是为生产开发做准备。在未来煤炭国家规划矿区管理工作中，建议加强煤炭规划矿区基本理论、划定标准及规划矿区内矿产资源与环境影响等方面的研究。

留言板

2019年第47卷第4期

本刊动态更多>

留言板

2019年 第47卷 第4期

本刊动态更多>

2019年第47卷第4期