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煤层气井下抽采项目技术经济评价理论研究

张明  
【摘要】:随着煤层气资源的开发利用在全世界范围内迅速展开,我国越来越认识到煤层气资源的重要性。但是由于我国煤层气开发利用起步较晚,煤层气项目的技术经济评价工作没有形成相对应的规范,尤其是对煤层气井下钻孔抽采项目的技术经济评价,目前仅有少量的的研究,而且研究的方法较为简单。本文采用理论分析、数值模拟以及现场观测等手段对煤层气井下钻孔抽采项目进行技术经济综合评价进行了系统的研究,其主要研究内容和结果如下: (1)通过对煤层气赋存状态的分析研究,总结出煤层气抽采的三个条件:资源量、煤储层渗透能力和解吸能力。资源量是煤层气开发的物质保证,煤储层渗透能力的大小是连接气体赋存空间与外部环境的重要纽带,而解吸能力的强弱反映出煤层气抽采难易程度及抽采率的高低。可以根据这些条件将影响井下煤层气抽采的因素分为地质因素和抽采因素两个部分。 (2)分析各种影响因素对井下煤层气的影响规律,利用MATLAB偏微分方程工具箱建立模型,研究得出抽采时间、抽采孔孔径和抽采负压对煤层气抽采的影响规律:钻孔抽采时间越长,煤层气抽采量越高;随时间的增加,瓦斯抽采流量不断减少,孔径越大,其煤层气抽采量也越大;随抽采负压的增大,瓦斯的抽采量随之增加。 (3)将各种影响因素作为输入模型的基本参数,采用以BP神经网络为主,以粗糙集理论和灰色理论为辅,研究三种预测理论的优缺点以及模型的合理性,建立了基于粗糙集的灰色关联分析的神经网络模型,简称CGB模型,并用实例对该模型进行验证,其预测的准确度相对于灰色预测模型和BP神经网络模型较高,运算速度较快。 (4)通过对井下煤层气钻孔抽采技术和经济状况的研究分析,使用CGB预测模型预测其抽采率,根据抽采率计算得出各项经济评价指标,并采用模糊评价法和层次结构分析法相结合,对三种井下煤层气抽采技术方案进行技术和经济的综合评价,能够得到使用各种抽采技术方案在进行井下煤层气抽采时各自的优劣。 (5)根据月亮田煤矿1126工作面现场的地质资料情况,采用模糊数学评价和层次结构分析法对三种抽采技术方案进行综合评价,得出本煤层钻孔抽采技术方案是最佳的抽采技术方案,将抽采18月后的统计数据与CGB模型预测的抽采率进行比较,得出CGB模型对1126工作面煤层气抽采率的预测是较为准确的,根据预测抽采率进行的一系列的技术经济评价对现场具有参考价值。


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