㈠ 采動是什麼意思我在網上找到了很多的采動區,采動損傷,采動應力。但就是沒有找到采動是什麼意思
感覺是個動詞,就像回採一樣是不可琢磨的,越想越亂,以我個人理解,就是咱們在地下工程的時候,所施工的以及所影響的。
㈡ 簡述岩層移動造成采動損害主要有哪些
損害如下:
形成礦山壓力顯現, 引起采場和巷道的下沉、垮落、來壓,甚至沖擊礦壓。
形成采動裂隙,會引起周圍岩體中的水與瓦斯的運移,導致井下瓦斯及突水事故。
引起地表沉陷,導致農田、建築設施的毀壞,造成沉陷盆地等。
煤礦綠色開采及綠色開采技術,從廣義資源的角度上來認識和對待煤、瓦斯、水、土地等一 切可以利用的各種資源。
基本出發點: 從開採的角度防止或盡可能減輕開採煤炭對環境和其他資源的不良影響。
㈢ 底板采動破壞和水壓破壞的垂直分帶規律
在工作面采動影響前進行了底板注、涌水觀測,注、涌水水量的大小反映了底板岩層的裂隙發育、連通情況。注、涌水水量大則說明底板裂隙發育、連通性好;反之則說明底板原岩裂隙不發育、連通性差。底板岩體在受工作面采動影響後,采前、采後注、涌水水量的相對變化及變化過程,首先反映了底板裂隙發育、連通程度的相對變化過程,同時反映了在特定的條件下底板承壓水運動的情況,即體現了底板岩體移動變形和底板承壓水運動的內在聯系。
底板突水數值模擬分析和岩石力全應力應變過程的滲透試驗研究顯示,底板岩體在整個運動過程中破壞變形的發生、發展、形成及變化的全過程,即獲得了底板岩體的采動破壞規律及特徵,而且也獲得了不同岩石在全應力應變過程中滲透率的變化規律。
承壓含水層之上底板岩體破壞的一般特徵見圖3.4。
在垂直方向上把煤層和承壓含水層之間的底板岩體自上而下分為4帶,分別為Ⅰ帶、Ⅱ帶、Ⅲ帶和Ⅳ帶。各帶的范圍為:Ⅰ帶是深部岩體破壞帶最大厚度所在層位。Ⅱ帶是Ⅰ帶和Ⅲ帶之間的底板岩體,Ⅳ帶是Ⅲ帶底部至承壓含水層之間的底板岩體。
根據受采動影響的特點,Ⅰ帶內的底板岩體可以劃分為4個區,即ⅠA,ⅠB,ⅠC,ⅠD區。其中ⅠA區為原岩應力區,該區內的底板岩體沒有受到采動的影響;ⅠB區為超前壓力壓縮區,該區位於工作面前方,該區內底板岩體受采前超前壓力作用而壓縮;ⅠC區為采動礦壓直接破壞區,該區內的底板岩體因采後卸壓而膨脹,表明底板岩體已經破壞;ⅠD區為底板岩體破壞恢復區,該區內底板岩體應力狀態又逐漸恢復到接近原岩應力狀態。
Ⅱ帶內底板岩體在采動影響前後變化不大,表明采動對該帶影響不大,該帶內的底板岩體大致可分為一個區,稱為ⅡA區。
Ⅲ帶內的底板岩體可分為3個區,即ⅢA,ⅢB和ⅢC區。ⅢA區為未受采動影響的底板岩體,故為原岩應力區;ⅢB區為深部岩體破壞區,ⅢC區內的底板岩體又逐漸恢復到接近原岩應力狀態。
Ⅳ帶:采動過程中該帶內底板岩體無變化,表明采動對它已無影響,故該帶可劃分為一個區,稱為ⅣA區。
圖3.4 底板破壞垂直分帶及特徵分區圖
㈣ 采樣周期的變化對系統性能的影響
采樣周期變化對系統性能的影響如下:
1、采樣周期一定時,加大開環增益會使離散系統的穩定性變差,甚至使系統變得不穩定;
2、當開環增益一定是,采樣周期越長,丟失的信息越多,對離散系統的穩定性及動態性能均不利,甚至可使系統失去穩定性。
3、采樣控制系統受擾動的影響較少,無論在擾動還是在輸入的作用下采樣控制系統都能在有限的時間內,即經過幾個采樣周期結束動態過程而達到新的穩定狀態。
(4)采動影響年限擴展閱讀:
采樣周期的選擇原則:
在周期性測量過程變數(如溫度、流量……)信號的系統中,采樣周期指的是相鄰兩次實測之間的時間間隔。離散控制系統(包括計算機數字控制系統)都採用周期性測量方式,采樣間隔之內的變數值是不測量的。
如采樣周期過長,將引起有用信號的嚴重丟失,使系統品質變差。反之,如采樣周期過短,則兩次實測值的變化量太小,亦不相宜。采樣周期的選擇甚為重要,一般取為回復時間(即大體上達到穩態所需時間)的十分之一左右。
參考資料來源:網路-采樣控制系統
㈤ 魔力寶貝生產系動作時間影響不影響採集時間的
不影響。絕大多數情況下採集時間是一致的,你會發現時間到的時候,人物動作有時候會跳幀(採集過程中的動作做到一半跳轉到採集成功的動作),說明新動作(採集成功的動作)被載入了。
㈥ 為什麼要對受采動影響的主要建築物設置觀測站
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巷道維修的內容有:拆除舊碹體,澆注新碹體;裂縫修補法;局部修補法。
減少礦井巷道失修的途徑有:
①合理布置巷道,從根本上著手,對於主要巷道的位置選擇,必須慎重,尤其在深井軟岩中的主要巷道,一定要布置在堅硬穩定的岩層中,采准巷道要選擇在受采動影響小的免壓區內,並盡量躲開地質構造變化帶。
②採用合理的支護方式,是減少巷道失修的關鍵。在軟岩且受采動影響頻繁的區段,使用U型鋼可縮性支架支護效果更好,維修周期可延長50%~60%,初次投入資金大,但總的維護費用是降低的。
③提高工程施工質量。
④及時回收報廢的井巷。
⑤平衡採掘關系,避免采和掘在非常狹窄的區域時同時施工,減少採動影響。
㈦ 底板采動破壞和水壓破壞的水平分段規律
煤層開采後在礦壓、水壓的聯合作用下,工作面底板的影響范圍因其圍岩岩體結構、岩體力學條件而異,可分為岩體結構堅硬型(岩體單向抗壓強度大於70MPa)、小硬型(30~70MPa)和軟弱型(小於30MPa)。其影響特點在水平方向上又可分為:采前超前壓力壓縮段(Ⅰ段)、采後卸壓膨脹段(Ⅱ段)和采後壓力壓縮穩定段(Ⅲ段)3段。
在Ⅰ段內,煤層底板岩體承受著工作面頂板支承壓力帶來的超前壓縮,呈現整體受壓狀態。在深度方向上隨著深度增加,底板岩體對應力傳遞呈現衰減作用。礦壓水平分量的傳遞深度為支承壓力帶寬的1.1~1.5倍左右。背向工作面前方的分力與I段前方的原岩水壓應力共同作用,造成Ⅰ段內底板結構岩體的水平壓縮。水平擠壓在其上部支承壓力和下部水壓力的共同作用下,使Ⅰ段在礦壓水平分量的傳遞深度內的結構岩體形狀呈現凹形,使淺部岩體受水平壓縮,深部岩體受水平拉伸,而中部岩體既不受拉也不受壓。深部岩體由於水平拉伸而產生張裂隙,並沿原生節理、裂隙發展擴大。
在Ⅱ段內,隨工作面推進,底板岩體中的每一點部將經歷壓縮—膨脹—重新壓縮的變形過程。隨深度的增加,底板受采動影響的壓縮和膨脹程度呈線性關系衰減。
煤層底板淺部岩體由Ⅰ段向Ⅱ段過渡部位可引起其結構狀態的質變,處於壓縮的Ⅰ帶上部岩體由於集中應力的急劇釋放(即采空區卸壓),圍岩的存儲能大於岩體本身的保留能,這時即以脆性破壞的形式釋放彈性應變能以達到岩體能量的重新平衡,從而引起工作面底板淺部岩體發生自上而下的破壞,其破壞位置一般發生在工作而附近,破壞基本上一次性達到最大深度。這一破壞帶是由采動礦壓直接引起的,故稱為采動礦壓直接破壞帶(或稱淺部岩體破壞帶)。隨著工作面推進,在Ⅱ段內底板淺部岩體產生底鼓時,岩體形狀由凹形轉換為門形,Ⅱ段內深部岩體因岩體形狀改變,其破壞的力學條件不復存在,故此段內不再發生開裂變形,而處於相對穩定狀態。
在Ⅲ段內,覆岩活動穩定後,由於煤體上和采空區壓力的降低和升高,煤體下方的壓縮變形逐漸恢復,采空區下方進一步壓縮。在Ⅲ段內的淺部岩體破壞變形開始自下而上恢復原岩應力狀態,這個恢復過程與采空區壓力變化密切相關。隨著工作面推進,采空區壓力逐漸增大,采動礦壓直接破壞帶內的底板岩體逐漸接近原岩應力狀態,但不能完全恢復。深部岩體破壞變形在後支承壓力作用下發生自上而下的穩定恢復。
隨著工作面的推進,底板采動破壞和水壓破壞在水平方向上呈現分段規律:采前超前壓力壓縮段(Ⅰ段)、采後卸壓膨脹段(Ⅱ段)、采後壓力壓縮穩定段(Ⅲ段)3段在工作面開采過程中交替出現,底板岩體中的這種變形處於由張裂—穩定恢復—恢復直至閉合的交替運動中,直到工作面結束,如圖3.3所示。
圖3.3 底板破壞的水平分段形成過程圖
㈧ 采精禁慾時間怎麼算
精子需要時間來合成,否則濃度太低,不易受精。
㈨ 煤層氣勘探開發的幾個基礎問題淺析
傅雪海
(中國礦業大學資源與地球科學學院 江蘇徐州 221008)
作者簡介:傅雪海,1965年9月生,男,湖南衡陽縣人,博士,教授,博士生導師,從事能源地質的教學與科研工作。
項目:國家重點基礎研究發展規劃——「973」煤層氣項目(編號:2002CB211704)。
摘要 本文從煤層氣的賦存方式、超臨界吸附、低煤級煤的含氣量的測試方法、采動影響區動態含氣量、煤層氣的多級壓力降與多級滲流、煤儲層滲透率的氣體滑脫效應、有效應力效應、煤基質收縮效應、煤儲層壓力中水壓與氣壓的關系、高煤級煤產氣缺陷及煤層氣平衡開發等方面對我國煤層氣勘探開發的應用基礎研究問題作了簡要剖析。指出針對各煤級煤儲層特徵,實行平衡開發,是保障我國煤層氣勘探開發持續、穩定發展的重要措施。
關鍵詞 煤層氣 動態含氣量 動態滲透率 平衡開發
Brief Analysis on Several Basic Issues in CBM Exploration and Developme nt
Fu Xuehai
(China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008)
Abstract:This article briefly analyzed several basic issues in CBM exploration and development,including CBM existence ways,supercritical absorption,test method of gas content for low rank coal,dynamic gas content in mining impact zone,CBM multi-level pressure dropping and multi-level percolation flow,gas slippage effects of coal reservoir permeability,effective stress effects,coal matrix shrinkage effects,the relationship between gas pressure and water pressure in the coal reservoir,gas problems in high rank coal and CBM balance development and so on.The author pointed out that the balance development of CBMfor various rank coals is important measure to ensure the continuing and stable development of China's CBM.
Keywords:CBM;dynamics gas content;dynamic penetration;balance development
引言
煤層氣藏為介於固體礦藏與流體礦藏之間的一種特殊類型壓力-吸附礦藏。美國通過30多年的研究,建立了中、低煤級煤生儲優勢、次生生物氣成藏、煤儲層雙孔隙導流等基礎理論體系,形成了煤儲層孔、滲、吸附性等物性室內實驗測試技術、排水降壓開發煤層氣技術、與儲層物性相適應的完井技術、增產技術、多井干擾技術、儲層壓力與滲透率現場試驗技術、煤層氣、水產能數值模擬技術等為核心的煤層氣勘探開發技術[1~8]。此理論除在加拿大有一定的適應性外,其他近30個國家或地區應用效果不佳,揭示該理論存在著較大的局限性。我國在各煤級煤礦區施工了600 多口煤層氣井、10餘個井組,大多進行了試氣排采,煤層氣、水產能穩定性差,井與井之間、同一口井不同排采階段之間變化極大,煤層氣產量與試井滲透率的關系並不十分一致,甚至高滲透率低產量,低滲透率卻具有較高的穩定氣產量[9]。這一現實使我國煤層氣工作者感到迷惑,嚴重擾亂了我國煤層氣的勘探開發部署。儲層參數與排采工作制度怎樣配置才能獲得穩定、連續的產能呢?不同學者或工程技術人員從自己的專業范圍就上述問題的某一方面曾作過一些有益探索,未從整體上去把握。本文就我國煤層氣勘探開發工作中面臨的應用基礎研究問題提出一些想法,與大家一起討論。
1 煤層氣的賦存方式與低煤級煤含氣性問題
1.1 固溶氣問題
煤層氣由吸附氣、游離氣、水溶氣三部分組成已得到煤層氣工作者的公認。但煤與瓦斯突出時的相對瓦斯湧出量是煤層含氣量的數倍至近百倍也是不爭的事實,就是煤層采動影響區的煤層氣和圍岩中的煤成氣也不可能達到如此高的程度。顯然艾魯尼提出的固溶體是客觀存在的,甚至在煤層氣總量中的比例遠高於艾魯尼認為的替代式固溶體2%~5%、填隙式固溶體5%~12%這一比例[10]。固溶氣(體)可能與天然氣水合物——可燃冰類似,在煤與瓦斯突出時被釋放出來,由此可見固溶氣(體)亦是煤層氣的一種重要賦存方式。
1.2 超臨界吸附問題
平衡水條件下,煤對甲烷的吸附性呈「兩段式」演化模式,即朗氏體積先隨煤級的增大而增加,後隨煤級的增大而降低,其拐點(即極大值點)大約在鏡質組最大反射率3.5%~4.5%這一區間內,在褐煤和低煤化煙煤階段受煤岩組分的影響波動性較大[11]。
地層條件下,煤層甲烷超臨界吸附的現象是存在的。但只有當煤層甲烷壓力(氣壓)超過5.18MPa(表1)才真正出現超臨界流體,實際上在我國煤礦瓦斯實測壓力中超過此壓力的礦井是比較少的。但對於原位且處於封閉系統的煤儲層,儲層中水壓等於氣壓,只要煤層埋深超過600m,煤層甲烷就可能成為超臨界流體。
圖1 二氧化碳和乙烷在正常溫壓梯度條件下的液化區間
對於甲烷和氮氣,任一埋深儲層溫度均高於臨界溫度,無論壓力多大,均不會液化;對於二氧化碳,當儲層溫度低於31.1℃(表1),對於乙烷,當儲層溫度低於32.4℃(表1),而儲層壓力(氣壓)高於液化壓力,二者可以呈液態形式存在。按正常地溫梯度3℃/100m、正 常 儲層 壓 力 梯 度0.98MPa/100m,設恆溫帶深度為20m、溫度為10℃,則埋深400m左右,儲層溫度約為22℃、儲層壓力為3.9MPa,此時二者均低於臨界溫度和壓力,二氧化碳和乙烷以氣態形式存在;當埋深達到800m,儲層溫度約為34℃,高於臨界溫度,二氧化碳和乙烷仍為氣態。但當二氧化碳壓力大於7.38MPa、乙烷壓力大於4.98MPa,二氧化碳和乙烷有可能成為超臨界流體;只有在400~800m范圍內的局部層段(封閉體系),儲層溫度低於臨界溫度,儲層壓力高於液化壓力,二氧化碳和乙烷才可能以液態形式存在(圖1)。
表1 煤層氣組分的簡明物理性質[12]
*在30℃時進行二氧化碳等溫吸附實驗時得出。
對於以甲烷為主,含有二氧化碳、氮氣、乙烷的煤層氣而言,其超臨界狀態和液化的溫度和壓力條件是下一步值得關注的問題之一。
1.3 低煤級煤含氣量的測試問題
我國煤層含氣量現場測試大多是基於MT-77-84解吸法標准得出的,對中、高煤級煤適應性較好,但對於分布在我國東北、西北地區的低煤級煤而言,實測含氣量明顯偏低,由於低煤級煤孔裂隙發育,取心過程在地層溫度條件下快速解吸,到地面由於溫度降低,解吸速度變慢,有的甚至沒有解吸氣,由解吸氣推算的損失氣也就明顯偏低。中國煤田地質總局1995~1998年進行的煤層氣資源評價時就沒有涉及到褐煤,其他單位和個人大多基於褐煤平衡水等溫吸附實驗來推算褐煤的含氣量,從而計算出資源量。因此低煤級煤儲層中的煤層氣資源量大小不同是造成我國各單位和個人計算煤層氣資源量差異的根本原因。
基於低煤級煤層的含水性、孔裂隙特點、溫度、壓力條件,分別進行吸附氣、水溶氣和游離氣的數值模擬,釐定低煤級煤含氣量是我國下一步的研究方向之一。
1.4 采動影響區動態含氣性的問題
煤礦采動影響區是地面煤層氣開發或井下瓦斯抽放的有利部位。煤礦井巷開拓和煤炭生產改變了煤層的地應力場、流體壓力場,打破了煤層內游離氣、吸附氣和水溶氣之間的動態平衡關系。煤礦采動影響區因為煤層卸壓,裂隙張開或形成新的裂隙,又因為礦井通風,采動影響區與暴露煤壁間連續出現甲烷濃度差,使煤層滲透性、擴散性能大大增強,煤層氣發生解吸,並在濃度梯度、壓力梯度作用下向巷道或工作面擴散、滲流或紊流。隨著巷道和採煤工作面的連續推進,采動影響區內煤層的含氣量呈現出動態變化特徵。
煤礦采動影響區可劃分為本煤層采動影響區(水平采動影響區)、鄰近層采動影響區(垂向采動影響區)和煤炭資源殘留區[13]。本煤層采動影響區又可進一步分為掘進巷道和採煤工作面采動影響區。采動影響區內煤層動態含氣量與煤壁暴露時間(採煤或掘進工作面推進速度)和距暴露煤壁的距離有關,任何一點的煤層氣流速、流向和瓦斯壓力均隨時間的變化而變化,即為非穩定流場,求其解析解很困難。只有採用數值模擬的方法,如有限元法、瓦斯壓力連續測定法、瓦斯湧出量法、瓦斯排放效率法等來近似地估算[13]。
2 煤層氣多級壓力降與多級滲流問題
煤儲層是由氣、水、煤基質塊等多種物質組成的三相介質系統。其中氣組分具有多種相態,即游離氣(氣態)、吸附氣(准液態)、吸收氣(固溶體)、水溶氣(溶解態);水組分也有多種形態,即裂隙、大孔隙中的自由水、顯微裂隙、微孔隙和芳香層缺陷內的束縛水、與煤中礦物質結合的化學水;煤基質塊則由煤岩和礦物質組成。在一定的壓力、溫度、電、磁場中各相組分處於動平衡狀態。在排水降壓或外加場干擾作用下開發煤層氣的過程中,三相介質間存在一系列物理化學作用,其儲層物性亦相應發生一系列變化,單一相態的實驗研究很難模擬煤儲層的真實物性狀態。
煤儲層系由宏觀裂隙、顯微裂隙和孔隙組成的三元結構系統[11]。在排水降壓開發煤層氣的過程中各結構系統壓降程度不同,客觀上存在著三級壓力降,煤層氣-水的運移也相應地存在著三級滲流場,即宏觀裂隙系統(包括壓裂裂縫)——煤層氣的層流-紊流場、顯微裂隙系統——煤層氣的滲流場、煤基質塊(孔隙)系統——煤層氣的擴散場[14]。擴散作用又包括整體擴散、克努森型擴散和表面擴散,滲流亦存在達西線性滲流和非線性滲流。煤層氣開發,上述三個環節缺一不可,且氣、水產能受制於滲流最慢的流場。前期研究大多忽略氣體的擴散作用,滲流方程只考慮前兩個環節,數值模擬氣、水產能與實際情況相差甚遠,且過於強調宏觀裂隙,即試井滲透率的研究,忽略煤岩體實驗滲透率及擴散系數的測試分析。因此,與煤儲層孔裂隙結構系統相匹配的解吸—擴散—滲流—紊流多級耦合問題、與煤儲層孔裂隙結構系統相匹配的煤層氣產能模擬軟體是下一步煤層氣勘探開發應用基礎研究方向之一。
3 儲層壓力中的水壓與氣壓的關系問題
煤儲層流體壓力由水壓與氣壓共同構成。美國煤儲層壓力以水壓為主,氣、水產能穩定、持續;我國煤儲層壓力構成復雜,氣壓佔有較大比例,不同壓降階段,煤層氣、水產能不同,在總體衰減的趨勢下呈跳躍性、階段性變化[15]。
水動力勢是煤層氣富集和開發的最活躍因素,是儲層壓力或地層能量的直接反映和主要貢獻者;水的不可壓縮性對裂隙起支撐作用,水動力又是煤儲層滲透率的維持者。我國中、高煤級煤層為相對隔水層,煤層本身的水體彈性能較低,氣體彈性能較高[16]。
美國以單相水流作為介質測試煤儲層壓力和滲透率的試井方法應用到我國以氣飽和為主的煤儲層肯定會存在較大缺陷,也就是說用美國的試井方法得出的我國煤儲層壓力和滲透率是不確切的,由儲層壓力、含氣量和等溫吸附曲線計算的含氣飽和度、臨界解吸壓力、理論採收率同樣是不確切的。
筆者認為處於封閉系統的煤儲層,其水壓等於氣壓,處於開放系統的煤儲層,其儲層壓力等於水壓與氣壓之和。煤儲層壓力構成及其傳導、煤儲層中氣、水介質之間的相互關系,控制了煤層甲烷的解吸、擴散和滲流特徵,是目前煤層氣開發亟待解決的關鍵科學問題。
4 煤儲層動態滲透率問題
煤儲層在排水降壓過程中,隨著水和甲烷的解吸、擴散和排出,其滲透率存在有效應力效應、煤基質收縮效應和氣體滑脫效應,三種效應綜合作用使煤儲層滲透率呈現出動態變化[11]。
4.1 有效應力效應
有效應力是裂隙寬度變化的主控因素。有效應力增加會使裂隙閉合,使煤的絕對滲透率下降。滲透率越低,相對變化越大,有的減少兩到三個數量級。在排水降壓開發煤層氣的過程中,隨著水和氣的排出,煤儲層的流體壓力逐漸降低,有效應力逐漸增大,煤儲層滲透率呈現出快速減少、緩慢減少的動態變化過程[11]。
4.2 煤基質收縮效應
氣體吸附或解吸導致煤基質膨脹或收縮,可用朗格纓爾形式來描述,筆者用CO2作為介質對不同煤級圓柱體煤樣(每點只平衡12h)進行過吸附膨脹實驗,結果表明煤基質收縮系數隨煤級的增大而減少[11]。煤層氣開發過程中,儲層壓力降至臨界解吸壓力以下時,煤層氣開始解吸,煤基質出現收縮,由於煤儲層側向上受到圍限,煤基質的收縮不可能引起煤儲層的整體水平應變,只能沿裂隙發生局部側向應變,使煤儲層原有裂隙張開,裂隙寬度增大,滲透率逐漸增高,且中煤級煤增加的幅度大於高煤級煤[11]。
4.3 氣體滑脫效應
在煤這種多孔介質中,由於氣體分子平均自由程與流體通道在一個數量級上,氣體分子就與流動路徑上的壁面相互作用(碰撞),從而造成氣體分子沿通道壁表面滑移。這種由氣體分子和固體間相互作用產生的滑移現象,增加了氣體的流速,使煤的滲透率增大,且隨著儲層壓力的降低,先緩慢增加,到低壓時快速增大。
5 高煤級煤儲層產氣缺陷問題
高煤級煤儲層滲透率對應力敏感性強,應力滲透率衰減快;高吸附性、微孔性,自封閉性效應明顯;高煤級煤束縛水飽和度大,相滲能力低;經歷的構造運動期次多,其反復加壓和卸壓,滲透性損害極大;煤基質收縮能力弱,煤層氣開發過程中其滲透率較難得到改善[17]。
第一,高煤級煤儲層顯微裂隙不發育。高煤級煤儲層大多經過強烈的構造運動,煤層呈碎裂煤、碎斑煤和糜棱煤。
第二,高煤級煤儲層應力滲透率衰減很快。流體壓力不變、圍壓不斷增大的滲透率實驗表明:高煤級煤岩體的滲透率隨圍壓增大呈指數形式降低,且衰減系數遠大於中煤級。由於地應力梯度(我國通常為1.6MPa/100m左右)大於儲層壓力梯度(正常壓力梯度為0.98MPa/100m),因此,隨煤層埋深的增加,煤儲層有效應力增大,煤儲層滲透率降低。
第三,高煤級煤相滲能力低。相對滲透率表明:高煤級煤束縛水飽和度大,介於71.3%~84.82%之間,單相水流和氣、水雙相滲流區域狹窄。氣-水雙相滲流時,高煤級煤最大氣相相對滲透率與最大水相相對滲透率之和介於25.4%~40.78%之間,平均為33.2%,即氣相與水相有效滲透率之和約為其克氏滲透率的1/3;束縛水下高煤級煤氣相滲透率只有其克氏滲透率的15.7%~22.1%,平均為18.2%,即多相介質條件下,高煤級煤有效氣相滲透率不及其克氏滲透率的1/5[11]。
在排水降壓開發煤層氣的過程中,流體沿滲透性較好的區域指進,使指進流體繞過較大面積的被驅替相,形成被驅替相的一座座「孤島」。高煤級煤束縛水飽和度大,即這樣的「孤島」較多,排水降壓困難,煤層氣難於解吸,大部分煤層氣被殘留,然而由於其吸附時間只有1~9d,所以能較快(數月後)達到產氣高峰,造成高資源量、低產能之「瓶頸」現象[17]。
第四,高煤級煤儲層滲透率改善能力弱。多相介質煤岩體吸附/膨脹實驗表明,高煤級煤吸附最大,膨脹量低於中煤級煤。反過來,煤的吸附/膨脹與解吸/壓縮互為可逆過程,即在煤層氣的開發過程中,高煤級煤的收縮能力較弱。數值模擬結果表明煤基質收縮引起的滲透率正效應低於有效應力引起的滲透率負效應,高煤級煤儲層滲透率在煤層氣排采過程中逐漸衰減。
開展不同煤級煤柱樣甲烷吸附(吸附平衡時間長達數月)膨脹實驗、測試不同壓力降、不同孔裂隙結構的氣、水流量和擴散能力是下一階段煤層氣勘探開發的重要研究方向。
6 煤層氣平衡開發問題
煤儲層由多元孔裂隙結構組成,煤層氣排采時存在多級壓力降和多級擴散/滲流場,由於前期受急功近利的思想支配,煤層氣井排采常打破煤儲層氣-水相滲平衡,沒有處理好套壓、液面降深和井底壓力三者之間的關系,因氣、水產能的過度增加,勢必加速原始儲層內能的消耗,使生產的持續時間縮短。因此,在試氣排采階段,針對不同的儲層物性條件,多開展關井測壓工作,繪制壓力恢復霍納曲線圖,求出壓力恢復曲線的斜率,再進一步據關井測壓前的平均日產量折算成儲層內的體積流量,並結合儲集系數和壓縮系數來估算氣井現實條件下儲層內的氣體流動系數和氣相有效滲透率,從而確定該儲層的平衡產能[18]。據沁南 TL007 井和鐵法 DT3 井產能歷史分析,沁南 TL007 井的平衡產能為2000m3/t左右,鐵法DT3井的平衡產能為3000m3/t左右[9]。因此,在排采工作制定時,不斷調整套壓、液面降深和井底壓力,維持氣、水產能平衡開發,增長井孔服務年限,是下一步煤層氣勘探開發所要關注的問題之一。
7 結論
中國煤層氣開發目前處於商業化生產的啟動階段。煤層氣超臨界狀態和液化的溫壓條件、低煤級煤的含氣量測試方法、采動影響區動態含氣量、排水降壓開發的動態滲透率、煤儲層壓力構成及其傳導、煤儲層中氣、水介質之間的相互關系、與煤儲層孔裂隙結構系統相匹配的解吸—擴散—滲流—紊流多級耦合理論、與煤儲層特徵相適應的鑽井、完井、增產技術、與煤儲層孔裂隙結構系統相匹配的排采工作制度和產能模擬軟體等均是下一步煤層氣勘探開發的應用基礎研究課題。
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㈩ 國家規定變壓器的使用年限
變壓器的壽命年限,國家沒有強制性具體標准。
油浸變壓器也好,乾式變壓器也好,他們都各有自己的負載導則(屬指導性技術標准)。但變壓器的壽命與很多因素有關,不能一概而能,
如油浸變壓器有6度法則,即變壓器運行溫度每升高6度,其壽命減少一半。每降低6度其壽命增加一倍,等等。
變壓器的機械行業標准 GB/T 17468-1998的《電力變壓器選用導則》中第8條 變壓器熱老化率與壽命中談到「變壓器的壽命一般為20年」。
但這是比較老的標准(1998年的版本),現在還沒有修訂。
電力變壓器壽命評估預測的重要前提是資料統計的順利開展,現階段不斷發展的變壓器狀態評價技術、在線檢測裝置等為以上目的提供一定的技術支持。
具體來說,電力變壓器壽命特徵曲線在一定程度上可以反映其使用期間的一些規律:
(1)變壓器在使用期間的性能會逐年遞減。
(2)使用初期的性能比較優良,隨著使用年限的增大性能下降的速度也降低,經過一段時間後,受到絕緣老化、過電壓、系統短路等影響而使得性能降低,最後到達運行性能極限,此時要採取一定對策。
(3)整個使用周期,綜合性能和運行時間成反比,然而因為定期維護檢修,故障之後的修復會導致變壓器性能出現一定的波動,所以變壓器性能曲線表現為波動性遞減。
電力變壓器壽命的影響因素分析
首先,需要對電力變壓器類型進行區分,根據其用途、冷卻方式等差別而使得分類有所不同,選擇電壓等級是220kV的大型油浸式電力變壓器,以此開展相關研究。
因為電力變壓器自身結構相對復雜,構成部件也比較多,比如鐵芯、繞組、油箱等,大多數均處於液體絕緣狀態中,實際上也屬於變壓器的重要部件,其和侵入其中的其他配件有緊密聯系,
變壓器外部的冷卻設備、分接變換設備等均屬於重要部件,或多或少會對電力變壓器的剩餘壽命有直接影響。