本期推薦：11月份出版（檢索）9篇瓦斯主題學術論文（英文）
[1] Qiang Wei, Baolin Hu, Xianqing Li, Songbao Feng, Hongjie Xu, Kaige Zheng, Huihu Liu,Implications of geological conditions on gas content and geochemistry of deep coalbed methane reservoirs from the Panji Deep Area in the Huainan Coalfield, China,Journal of Natural Gas Science and Engineering,2020,103712,ISSN 1875-5100,[2] Olgun Esen, Samet Can Özer, Anıl Soylu, Ata Ramazani Rend, Abdullah Fişne,Geological controls on gas content distribution of coal seams in the Kınık coalfield, Soma Basin, Turkey,International Journal of Coal Geology,Volume 231,2020,103602,ISSN 0166-5162,[3] Hou, H., Shao, L., Wang, S. et al. Influence of depositional environment on coalbed methane accumulation in the Carboniferous-Permian coal of the Qinshui Basin, northern China. Front. Earth Sci. 13, 535–550 (2019).[4] Li, N., Fang, L., Sun, W. et al. Evaluation of Borehole Hydraulic Fracturing in Coal Seam Using the Microseismic Monitoring Method. Rock Mech Rock Eng (2020).[5]Melvin-B Diaz, Kim Kwang-Yeom, Jung Sung-Gyu. Effect of frequency during cyclic hydraulic fracturing and the process of fracture development in laboratory experiments[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2020, 134(104474).[6]Soo-Min Ham, Kwon Tae-Hyuk. Photoelastic observation of toughness-dominant hydraulic fracture propagation across an orthogonal discontinuity in soft, viscoelastic layered formations[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2020, 134(104438).[7]Huang Hai, Babadagli Tayfun, Li Huazhou, et al. A visual experimental study on proppants transport in rough vertical fractures[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2020, 134(104446).[8]Shi Farui, Wei Zuoan, Zhang Dongming, Huang Gun. Isotherms and kinetics of deformation of coal during carbon dioxide sequestration and their relationship to sorption. International Journal of Coal Geology, 2020. 231: p. 103606.[9]Wang Chengyong, Xing Yaowen, Xia Yangchao, Zhang Rui, Wang Shiwei, Shi Kaiyi, Tan Jinlong, Gui Xiahui. Investigation of interactions between oxygen-containing groups and water molecules on coal surfaces using density functional theory. Fuel, 2020: p. 119556.
具體信息如下：
1.標題：Implications of geological conditions on gas content and geochemistry of deep coalbed methane reservoirs from the Panji Deep Area in the Huainan Coalfield, China
期刊來源：Journal of Natural Gas Science and Engineering
標題譯名：地質條件對淮南煤田潘集深部煤層氣深層氣藏含量和地球化學的影響
關鍵詞（譯）：地質條件、深層煤層氣藏、瓦斯含量與地球化學、潘基深區、淮南煤田
摘要（譯）：這項研究的目的是揭示地質條件對深層煤層氣（CBM）氣藏的含氣量和地球化學的影響。完善深層煤層氣開發理論和技術具有重要的現實意義。在這項工作中，通過罐解吸法，氣相色譜法（GC）和GC-質譜（GC-MS）獲得了選定樣品的氣體含量和地球化學。根據地質條件，確認潘集深部地區為高瓦斯含量，高地應力和儲層溫度，多套煤層和複雜採礦條件的採礦區。13-1號和11-2號煤層的深埋煤通常是低礦質煙煤，其煤級相似（Ro，max = 0.71％-0.85％），但其礦物和化學成分有所不同。此外，估計的13-1號和11-2號煤層的總瓦斯含量分別為9.58-23.59 m3/t和9.46-13.72 m3 /t。值得注意的是，總氣體含量的增長率呈現出兩個不同的階段，並且與儲層溫度，上覆地層有效厚度，埋藏深度和氣壓成對數關係。13-1煤層甲烷的碳同位素值從-45.09‰到-39.23‰（平均值為-41.90‰）不等，而11-2煤層的甲烷的碳同位素值在-44.92‰到−38.45‰（平均值，−41.90‰）。δ13C1與Ro，max無關，但與埋藏深度和上覆地層有效厚度成正相關，這表明δ13C1值隨埋藏深度的增加而增大，這可能與深埋藏深度引起的解吸擴散遷移效應有關 和原地的壓力消耗。此外，δ13C1與總氣體含量呈線性正相關，可以推斷出δ13C1與總氣體含量的控制因素具有相關性。
2.標題：Geological controls on gas content distribution of coal seams in the Kınık coalfield, Soma Basin, Turkey
期刊來源：International Journal of Coal Geology
標題譯名：土耳其索馬盆地零散煤田煤層瓦斯含量分布的地質控制
關鍵詞（譯）：低級煤、氣體含量、地質控制、零散煤田、索馬盆地
摘要（譯）：中新世索馬盆地可能是土耳其低品位煤層氣最有前途的地區之一。 到目前為止，尚未對索馬盆地科尼克煤田煤層的煤層甲烷潛力進行充分研究。對kP1和kM2煤層的瓦斯分布及其地質控制進行了系統的研究，該研究基於地質數據和從索馬州Kınık煤田的37口煤探井採集的84個煤樣的實驗結果盆地。根據煤的性質和氣體含量對樣品進行了分析。氣體含量通過基於罐解吸試驗的直接方法測量。 kP1和kM2煤層的瓦斯含量按接收量分別在0.90至2.61m3 / t和0.51至3.86m3 / t的範圍內，並且從西向東在兩個煤層中都有增加的趨勢。 kP1和kM2煤層的擴散率值分別從2.84×10-5min-1至56.4×10-5min-1和0.64×10-5min-1至54.3×10-5min-1。kP1煤層的瓦斯含量與煤的性質無關，而kM2煤層的瓦斯含量與固定碳含量和總熱值呈正相關，與水分和灰分含量呈負相關。研究區的正常斷層發育良好，在瓦斯運移中起著重要作用，導致瓦斯散逸和每個煤層瓦斯含量降低。在北部，天然氣含量低的原因可能是地質構造，上覆單元厚度，埋藏深度和煤層厚度的綜合影響。在南部，煤層的瓦斯含量是受相對有利因素的綜合影響所控制的，這些因素包括正常斷層較少，上覆單元較厚，埋藏深度較高和煤層較厚。煤層瓦斯含量的變化是地質因素的綜合反映，每個煤層都有自己的瓦斯分布格局，這在今後的索馬盆地煤層氣勘探開發研究中應予以考慮。
3.標題：Influence of depositional environment on coalbed methane accumulation in the Carboniferous-Permian coal of the Qinshui Basin, northern China
期刊來源：Frontiers of Earth Science
標題譯名：沉積環境對沁水盆地石炭—二疊紀煤層氣成藏的影響
關鍵詞（譯）：沉積環境、煤層氣、富集地區、太原組、山西組
摘要（譯）：通過對沁水盆地太原和山西組巖相古地理學的分析，煤層厚度，煤的顯微組成，煤質和瓦斯含量的空間變化，以及每個古地理中的圍巖巖相。 單位進行了調查。 結果表明，太原組厚煤主要分布在盆地北部陽泉地區和盆地東南部子地區的三角洲和隔離島沉積單元中。山西組厚煤位於盆地中南部三角洲平原與三角洲前緣沉積單元之間的過渡帶內。太原組一般在下部包括泥巖，在中部包括厚的，連續的煤層和石灰石，在上部包括薄的，不連續的煤層，石灰巖和泥漿夾層。山西組由下部的厚連續砂巖，中部的厚煤層，上部的薄煤層，砂巖和厚泥巖組成。從含煤沉積學和煤層氣（CBM）地質學的角度來看，煤層圍巖的巖性和厚度在控制瓦斯含量變化方面起著比其他因素（例如煤厚，煤黃化和煤質）更重要的作用。此外，還發現影響瓦斯含量變化的關鍵因素是煤層上覆蓋的泥巖和石灰巖的厚度。在相似的埋深下，太原煤層的含氣量在下三角洲平原，阻擋瀉湖，三角洲鋒，阻擋潮汐灘和碳酸鹽臺地沉積單元中逐漸降低。煤層氣富集區往往位於石灰巖發育不良和泥巖發育良好的地區。另外，三角洲前緣相煤中的山西組含氣量比三角洲低平原區的高。煤層氣富集區往往與較厚的泥巖有關。因此，根據太原和山西組每個古地理單元上煤層的巖性分布和厚度，含氣量較高的地區位於太原煤的中北部盆地和南部盆地為山西煤炭。這兩個地區都將有利於沁水盆地的煤層氣勘探。
4.標題：Evaluation of Borehole Hydraulic Fracturing in Coal Seam Using the Microseismic Monitoring Method
期刊來源：Rock Mechanics and Rock Engineering
標題譯名：應用微震監測方法評價煤層鑽孔水力壓裂
關鍵詞（譯）：煤層、鑽孔水力壓裂、微震信號處理、源位置、水力裂縫監測
摘要（譯）：準確評估煤層中井眼水力壓裂的影響範圍對於優化HF的設計方案至關重要。在這項研究中，我們採用了微地震（MS）監測技術來監測和表徵地下煤礦煤層中鑽孔HF引起的裂縫的空間形狀。並且我們還測試和分析了高頻程序後，煤層在距井眼不同距離處的應力和水分含量變化。MS波形的數量和MS事件的能量與水壓曲線顯示出良好的正相關。能量曲線對水力裂紋擴展的響應在水壓曲線之前。基於短時平均/長時平均（STA / LTA），幹擾信號識別方法（ISR）和改進的Akaike信息標準（AIC）方法，我們開發了一種全面的MS事件檢測和到達時間選擇（CMDP）程序，適用於HF在煤層中產生的具有低信噪比（SNR）的弱MS信號。然後，我們能夠使用單純形源定位方法更準確地定位水力裂縫的MS事件。我們對MS事件的時空分布與水力裂縫擴展之間的關係進行了全面分析。結果表明，MS活動與HF操作之間存在明顯的相關性。水力裂縫的擴展會產生MS事件，並且裂縫的尺寸越大，MS事件的能量就越大。根據MS監測結果，HF在6號煤層中產生了一個扁平橢圓形的裂縫網絡，這表明在井筒HF過程中有明顯的受激儲層體積（SRV）壓裂作用。基於水分含量的HF的影響半徑最小（約20 m），其次是應力監測（約30 m），MS監測最大（約40 m）。高精度MS源位置（位置誤差<2.5 m）結果與巷道頂板澆水現象相結合，表明基於水分含量和應力釋放的HF影響半徑可能被低估了。對於此HF程序，鑽孔HF的有效影響半徑約為40 m。
5.標題：Effect of Frequency during Cyclic Hydraulic Fracturing and the Process of Fracture Development in Laboratory Experiments
期刊來源：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
標題譯名：循環水力壓裂中頻率的影響及裂縫發育過程的實驗研究
關鍵詞（譯）：水力壓裂；循環注入；循環時間；損傷演化；裂縫擴展；疲勞壽命
摘要（譯）：與常規連續注水相比，水力壓裂中循環注水可降低誘發地震活動性。通過實驗研究在重複最大循環壓力下，不同循環時間(t(d))循環注入方案的聲發射(AE)活性、水力能、裂縫面積和裂縫發育情況。這些試驗與常規連續注射速度為50mm3/s的情況進行了比較。採用外徑為50mm，高度為100mm，內孔為8mm的保川花崗巖樣品。每個循環5.5 MPa的最大壓力大約是連續注入情況下平均擊穿壓力的77%。選擇30 s、60 s、120 s、240 s四個t(d)值。結果表明，隨著t(d)的增加，失效前的循環次數呈指數遞減。同樣，AEs總個數、峰值AE速率和累積AE能量也隨著t(d)的增加而減小。與連續注射相比，連續注射的AEs最低，累積AE能量最高。t(d)對AE發生的影響也很明顯，高t(d)時高振幅的AEs較少，均低於連續注入。總的來說，水力能和累積聲發射能隨著t(d)的增加而減小，但與總測試時間有輕微的偏差。壓裂面積與聲發射累積能量呈正相關關係。此外，通過對瞬時注入速率和累積AEs的詳細分析，提出了一個由x射線計算機斷層攝影觀測支持的三級損傷過程。第二階段的特徵是穩定的線性注入速率增加，其斜率與疲勞壽命或失效循環次數相關。最後，根據注入速率的演化，可以對循環水力壓裂過程中的損傷演化和裂縫擴展進行解釋。
6.標題：Photoelastic Observation of Toughness-Dominant Hydraulic Fracture Propagation across an Orthogonal Discontinuity in Soft, Viscoelastic Layered Formations
期刊來源：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
標題譯名：鬆軟粘彈性層狀地層中韌性主導的正交不連續水力裂縫擴展的光彈性觀測
關鍵詞（譯）：水力壓裂；裂縫可視化；光彈性；應力強度因子；裂縫抑制；不連續性
摘要（譯）：水力裂縫不可避免地會遇到地質構造中存在的天然不連續面，這使得不連續面的傳播和抑制行為變得複雜。本研究利用明膠的光彈性、透明、柔軟(或可變形)和粘彈性特性，探討了在層狀地層中HF在正交不連續面的傳播。首先，在均勻凝膠介質中進行光彈性HF實驗，同時監測流體壓力和應力強度因子(SIF)。在穩態高頻傳播過程中，觀測發現SIF保持恆定。其次，在分層明膠介質中進行光彈性HF實驗，biwing-型斷裂面臨不同剛度水平的邊界層，觀察到兩種截然不同的圍堵行為——交叉圍堵或膨脹圍堵。當斷口遇到韌性較低的邊界層時，斷口穿過不連續面。與此相反，當邊界層具有較大韌性時，斷裂被邊界層阻滯和/或擴展不連續面，並沿不連續面傳播。此外，層界面脫粘與在邊界層形成新裂縫之間的競爭對裂縫遏制行為起著重要作用。這項研究提供了獨特的光彈性圖像實驗數據，可與解析或數值模型比較。此外，研究結果有助於更好地理解高頻在粘彈性介質中跨不連續面的傳播和抑制行為。
7.標題：A Visual Experimental Study on Proppants Transport in Rough Vertical Fractures
期刊來源：International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
標題譯名：粗糙垂直裂縫中支撐劑運移的可視化實驗研究
關鍵詞（譯）：水力壓裂；粗糙度效應；支撐劑運移；粗糙裂縫；可視化研究
摘要（譯）：在水力壓裂作業中，裂縫的粗糙度對支撐劑的運移和放置有重要影響。為了比較粗糙裂縫和光滑裂縫中支撐劑的運移機理，進行了一系列支撐劑流動實驗。本文研究了粗糙和垂直裂縫中支撐劑的遷移，然後定量地揭示了粗糙度對支撐劑瞬時運移和最終支撐劑放置的影響。粗糙和垂直裂縫中支撐劑的運移行為與光滑垂直裂縫中的支撐劑運移行為完全不同。粗糙垂直裂縫中的支撐劑並不像光滑裂縫中常見的規則砂堤那樣發育，而是具有分形特徵的不規則形狀砂簇。在粗糙和垂直裂縫中，可觀察到支撐劑橋接現象。裂縫模型的粗糙度不僅影響支撐劑佔據的裂縫區域，而且還影響支撐劑填充裂縫的緊密程度。
8.標題：Isotherms and kinetics of deformation of coal during carbon dioxide sequestration and their relationship to sorption
期刊來源：International Journal of Coal Geology
標題譯名：煤的二氧化碳吸附變形等溫線和動力學與吸附的關係
關鍵詞（譯）：CO2封存、吸附和變形動力學、偽二階動力學模型、各向異性和非均勻吸附、變形、吸附與變形的關係
摘要（譯）：對深入了解煤對二氧化碳的吸附行為，對CO2在煤層中的封存和煤層氣採收率的提高至關重要。然而，CO2在注入過程中通過物理和/或化學反應引起煤的變形，對煤層的氣體流動和穩定性有顯著影響。本文研究了煙煤試樣在三種不同溫度下CO2吸附及變形的等溫線和動力學。吸附和變形的等溫線和動力學曲線可以分別用Langmuir模型和偽二階模型（PSO）來描述。實驗結果和PSO模型參數表明，低壓下孔隙填充效應導致過量吸附量被高估，導致吸附量和膨脹量不匹配，即最大吸附量不能引起相應的最大膨脹量。CO2誘導的變形在整個吸附過程中具有各向異性和非均質性，這與煤的層理結構和煤中非均質顯微組分的分布有關。由於不同顯微組分吸附特性的差異，煤中粘土+惰質組富集區先迅速膨脹，後再由鏡質組+殼質組富集區膨脹而受壓，表現出「超調量」行為。CO2的溶解導致煤的結構重排，使得不同方向的應變保持變化而不進一步吸收CO2。在煤的結構達到穩定狀態之前的幾個吸附步驟中可以觀察到這種現象。吸附與變形在不同壓力階段內的動力學關係近似線性或直至某一點為線性，但曲線斜率不同，導致整個吸附過程中吸附與變形等溫線的關係為簡單的二次多項式關係。
9.標題：Investigation of interactions between oxygen-containing groups and water molecules on coal surfaces using density functional theory
期刊來源：Fuel
標題譯名：用密度泛函理論研究煤表面含氧基團與水分子之間的相互作用
關鍵詞（譯）：煤、潤溼性、含氧官能團、氫鍵、範德華力、密度泛函理論
摘要（譯）：含氧基團是影響煤表面水潤溼性的關鍵因素。研究含氧基團與水分子的相互作用，有助於了解煤表面的水潤溼性。本研究分別利用水接觸角測量和x射線光電子能譜研究了不同煤級的表面潤溼性和含氧基團。利用密度泛函理論研究了水分子在煤表面的吸附行為。結果表明，含氧基團增強了煤表面的親水性。在含氧基團中，氧原子具有較強的親核性，增強了附著在氧原子上的氫原子的親電性。水分子中的氧原子喜歡與附在含氧基團中的氧原子上的氫原子形成強氫鍵。水分子中的氫原子傾向於面朝下，從而對碳環產生強大的範德華力。在氫鍵和範德華力的共同作用下，含氧基團對水吸附性能的影響順序為-OOH>-OH>-CHO>-OCH3。
以上翻譯由煤礦瓦斯防治團隊操作，僅供參考。