检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王连成河南理工大学

学位级别：硕士

巷道的开挖会造成应力场的重新分布,在围岩内依次形成卸压区、应力集中区和原始应力区,其中卸压区内裂隙充分发育,透气性较好,为提高进行瓦斯抽采效率,抽采钻孔封孔深度需要超过卸压区宽带。因此,准确测定巷旁煤岩卸压带宽度是优化煤矿... 详细信息

巷道的开挖会造成应力场的重新分布,在围岩内依次形成卸压区、应力集中区和原始应力区,其中卸压区内裂隙充分发育,透气性较好,为提高进行瓦斯抽采效率,抽采钻孔封孔深度需要超过卸压区宽带。因此,准确测定巷旁煤岩卸压带宽度是优化煤矿井下钻孔封孔措施、提高瓦斯抽采效率的前提。本文根据煤层地应力、透气性和裂隙发育三者之间的关系,提出了一种新的卸压带宽度测试方法—钻孔注气漏失量法,并通过室内试验、数值模拟和现场测试相结合的研究手段验证了该方法的可行性和测试结果的可靠性。主要成果如下:（1）开展了室内煤样全应力应变渗透率实验并建立了渗透率演化模型。实验结果表明:在压密和线弹性阶段中由于煤样被压缩,孔隙和裂隙减小,造成渗透率不断下降;进入塑性破坏和残余变形阶段,煤体内新生裂隙大量发育,渗透率大幅度上升。在实验结果的基础上,考虑了屈服破坏过程裂隙产生与贯通对渗透率的影响,建立了煤体全应力应变过程中渗透率演化模型,并与实验结果进行对比分析,验证了渗透率模型的正确性。（2）数值模拟研究了巷道和钻孔开挖后煤岩应力和渗流场分布。在上述煤岩渗透率演化模型的基础上,以夏店煤矿3118运巷为研究对象,运用数值软件FLAC3D模拟得到巷道及钻孔开挖后围岩应力场和渗透率场的分布特性,并根据围岩渗透率性和应力状态将其依次划分为完全渗流区（应力降低区）、过渡渗流区（塑性强化区）、渗流屏蔽区（弹性区）和原岩渗流区（原始应力区）。（3）数值模拟研究了钻孔注气漏失量法条件下的气体漏失规律。根据钻孔注气漏失量法的测试原理,在前文数值计算模型基础上,模拟得到了不同钻孔深度下气体压力分布规律以及注气气体漏失规律,研究表明气体漏失速度变化可以较好表征巷旁卸压带宽带,验证了利用注气漏失量法测定巷旁卸压带宽带是可行的。（4）开展了基于钻孔注气漏失量法的巷旁卸压带宽带测试现场实践。以夏店煤矿3118运巷为试验地点,利用钻孔注气漏失量法测试得到了气体漏失速度变化规律,结果表明,现场测试结果与数值模拟具有较好一致性,即,随着气体漏失量随钻孔深度先急剧下降后小幅度上升,最后趋于稳定。最后利用钻屑量法对卸压带宽度进行考察,对比分析验证了钻孔漏失量方法测试巷旁卸压带宽带的准确性。

关键词：钻孔注气漏失量巷旁卸压带渗透率模型数值模拟

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

煤样尺度的二氧化碳驱替煤层气数值模拟

引用

中国矿业 2019年第2期28卷 121-125页

作者：王伟方志明李小春中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

为了实现ECBM实验研究和数值模拟结合分析,基于实验室应力条件的渗透率模型,建立了煤孔隙裂隙介质系统的CO2驱替煤层CH4的数值模型。开展了不同CO2注入压力下煤样尺度的二氧化碳驱替煤层气的数值模拟。结果表明:CO2的注入压力越大,注入... 详细信息

为了实现ECBM实验研究和数值模拟结合分析,基于实验室应力条件的渗透率模型,建立了煤孔隙裂隙介质系统的CO2驱替煤层CH4的数值模型。开展了不同CO2注入压力下煤样尺度的二氧化碳驱替煤层气的数值模拟。结果表明:CO2的注入压力越大,注入后CO2从煤样末端流出所需时间越小;CO2的注入会引起煤的渗透率减小,注入压力较小时渗透率变化分为三个阶段,包括有效应力影响的阶段、CH4压力不变的阶段和CO2吸附影响阶段,但是当注入压力较大时则不存在CH4压力不变的阶段;注入压力增大,CH4产出量在注入CO2后的一定时间内有很大提高,然后在注气后期,CH4产出量反而较小。上述结果对指导室内开展ECBM实验和分析ECBM室内实验的结果具有指导意义。

关键词： ECBM数值模型渗透率模型注入压力煤层气产量

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

核磁测井储层孔隙结构定量评价方法研究

核磁测井储层孔隙结构定量评价方法研究

引用

作者：任小军中国石油大学（北京）

学位级别：硕士

反映储层孔径分布和储层孔隙结构是核磁共振测井应用技术的出发点，也是其主要优势。现有的核磁测井定量评价孔隙结构的方法存在明显不足，不合理的线性转换关系的采用是主要原因。\n 本论文以新疆油田砂岩储层岩心核磁实验数据和核... 详细信息

反映储层孔径分布和储层孔隙结构是核磁共振测井应用技术的出发点，也是其主要优势。现有的核磁测井定量评价孔隙结构的方法存在明显不足，不合理的线性转换关系的采用是主要原因。\n 本论文以新疆油田砂岩储层岩心核磁实验数据和核磁测井资料为基础，对核磁测井孔隙结构评价方法进行了针对性研究，明确提出T2分布与毛管压力曲线之间(或孔径分布之间)为非线性的幂函数转换关系。由此，提出一种新的将T2分布转换为核磁毛管压力曲线的方法。为了使此方法得以推广和应用，建立了“按储层类型进行特征刻度”的实用技术，实现了利用核磁共振T2谱定量评价储层岩石孔隙结构的可靠方法。提出了以孔隙结构评价为基础，采用平均孔喉半径渗透率评价模型，求取储层渗透率的方法。通过对新疆油田的实际核磁共振测井资料的处理验证了本论文研究所建立的孔隙结构评价及渗透率求取方法的合理性和可靠性。

关键词：核磁共振测井孔径分布渗透率模型砂岩储层孔隙结构

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

含瓦斯煤岩的损伤劣化规律及渗流机制研究

含瓦斯煤岩的损伤劣化规律及渗流机制研究

引用

作者：付佳乐贵州大学

学位级别：硕士

煤层气作为煤炭形成过程中的伴生物,是一种具有较大开发潜力的清洁能源,同时,也是造成煤矿动力灾害的先决因素。随着煤矿开采逐渐向深部延伸,煤层赋存环境面临复杂地质构造、高地应力、高瓦斯压力和低渗透率等问题。在煤层气开采和煤矿... 详细信息

煤层气作为煤炭形成过程中的伴生物,是一种具有较大开发潜力的清洁能源,同时,也是造成煤矿动力灾害的先决因素。随着煤矿开采逐渐向深部延伸,煤层赋存环境面临复杂地质构造、高地应力、高瓦斯压力和低渗透率等问题。在煤层气开采和煤矿地下开采过程中,煤岩应力状态和渗透行为相较于原始状态将发生显著变化。特别地,随着煤矿开采深度增大,回采工作面前方煤岩受支承压力作用极易产生塑性变形甚至失稳破坏,导致煤岩力学特性和瓦斯流动规律变得十分复杂,从而很大程度上增加了煤与瓦斯突出事故发生的可能性。因此,研究煤层气开采和煤矿地下开采过程中煤岩变形特征和瓦斯渗流规律对保障煤矿安全高效生产具有重要现实意义。本文所研究的煤样取自重庆松藻煤矿K2煤层和山西晋城赵庄煤矿3#煤层,分别开展恒定外应力下的降孔隙压力渗流试验（模拟煤层气开采）和不同围压、不同瓦斯压力下的的三轴压缩-渗流试验（模拟煤矿地下开采）,分别探明弹性阶段和损伤破裂过程中煤岩力学响应及渗透特征,厘清吸附-荷载耦合作用对煤岩损伤-渗流特征的影响机制,主要取得如下研究进展:（1）分析孔隙压力降低过程中煤岩渗透率演化规律,从孔隙压力降低引起的基质收缩和有效应力增大对渗透率具有竞相作用的科学假设出发,探讨临界孔隙压力两侧渗透率演化的主导因素。基于多孔弹性介质变形理论推导孔隙压力变化下的煤岩渗透率模型,通过降孔隙压力渗流试验数据验证模型的合理性,揭示煤层气开采过程中瓦斯渗流特征。（2）分析不同围压和不同瓦斯压力下煤岩变形破坏阶段特征和损伤演化规律,阐明围压和瓦斯压力对煤岩物理力学参数变化的影响规律,进一步剖析全应力应变过程中损伤演化与渗透率变化间的协同响应机制,揭示气体对煤岩强度的劣化机理,探讨原位条件下气体压力变化对储层稳定性影响。（3）推导气体吸附与应力加载耦合下煤岩总损伤变量表达式,在弹塑性力学框架下建立煤岩损伤本构模型。引入渗透率跃增系数描述煤岩损伤破裂后渗透率突增现象,进一步构建基于弹塑性变形的损伤-渗透率模型。通过不同瓦斯压力下的试验数据分别验证了所建本构模型和损伤-渗透率模型的合理性,表明所建模型可较好描述煤矿地下开采过程中煤岩变形特征和瓦斯渗流规律。

关键词：瓦斯抽采煤岩损伤变量塑性变形渗透率模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

承压破碎煤岩体瓦斯-水耦合渗流特性试验研究

承压破碎煤岩体瓦斯-水耦合渗流特性试验研究

引用

作者：张硕西安科技大学

学位级别：硕士

瓦斯抽采是国内外矿井瓦斯防治及利用的根本措施和主要途径。在含水煤层瓦斯抽采过程中,水的存在不仅会影响煤岩体的力学特性,还会影响瓦斯运移规律,使瓦斯汇流过程经历复杂的瓦斯-水两相渗流阶段和不同含水率下的瓦斯单相渗流阶段,孔... 详细信息

瓦斯抽采是国内外矿井瓦斯防治及利用的根本措施和主要途径。在含水煤层瓦斯抽采过程中,水的存在不仅会影响煤岩体的力学特性,还会影响瓦斯运移规律,使瓦斯汇流过程经历复杂的瓦斯-水两相渗流阶段和不同含水率下的瓦斯单相渗流阶段,孔周原位破碎煤岩体作为瓦斯气体进入钻孔的主要流通路径,水分影响下的渗流特性是影响瓦斯抽采效果的关键因素。因此,研究承压破碎煤岩体瓦斯-水耦合渗流特性,对含水煤层瓦斯高效抽采具有一定的工程指导意义。为研究破碎煤岩体瓦斯-水耦合渗流特性,研发了一套承压破碎煤岩体气液耦合渗流试验系统,该系统可实现试验全程测试参数的可视化转化和分段自由选取。考虑水分对破碎煤岩体承压变形特征的影响,利用该系统开展了不同含水率级配破碎煤岩体的单轴压缩试验,分析了含水率和轴向压力对试样变形和再破碎特征的影响。结果表明:随着含水率的增加,试样应变增加,割线模量减小,表现出明显的软化效应;而随着轴向应力的增加,试样表现出应变硬化的特点。同时试样相对破碎率呈现先快速增加后缓慢增加规律,孔隙度单调减小,说明水会加剧破碎煤岩体的破碎和压实程度。不同含水率下的气体渗流试验表明,破碎煤岩体气体渗流为非Dacry流动,符合Forchheimer公式。随着孔隙度的降低,试样渗透率降低,非Dacry因子增加,而随着含水率的增加,破碎煤岩体的渗透率和非Dacry因子均降低,说明水膜效应会降低渗流阻力,从而使非Dacry现象减弱。同时根据试验结果得到了破碎煤岩体孔隙度与渗透率、孔隙度与非Dacry因子关系式,并基于含水率、轴向应力、孔隙压力和吸附变形共同作用下的孔隙度演化方程,建立了考虑含水率的破碎煤岩体气体渗透率模型。利用破碎煤岩体气液耦合渗流试验系统,采用稳态渗透法开展了瓦斯-水两相渗流试验,分析了试样孔隙度、含水饱和度、渗透率随渗透压和轴向压力的变化规律,并建立了承压破碎煤岩体瓦斯-水相对渗透率模型。结果表明:随着含水饱和度的增加试样气体相对渗透率快速减小,在轴向压力及孔隙压力的共同作用下破碎煤岩体瓦斯和水的相对渗透率可分为气体渗流占优、等渗、水渗流占优三个阶段。在抽采初期通过增加抽采负压加快排水,降低煤体含水饱和度,可有效提高瓦斯相对渗透率。基于不同含水状态下瓦斯渗流的阶段性特点,结合试验结果推导了不同含水阶段破碎煤岩体的应力变形场控制方程及孔隙度演化方程,分别给出了瓦斯单相渗流和瓦斯-水两相渗流的渗流场控制方程,结合瓦斯气体渗透率模型和瓦斯-水相对渗透率模型,建立了分段式破碎煤岩体瓦斯-水耦合渗流的流固耦合动力学模型,并通过试验测试结果验证了模型的合理性和可靠性。

关键词：破碎煤岩体含水率两相流渗透率模型流固耦合瓦斯抽采

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

多孔质气体静压径向轴承理论与实验研究

多孔质气体静压径向轴承理论与实验研究

引用

作者：张卫艳天津大学

学位级别：硕士

气体静压轴承是一种理想的支撑元件,因具有精度高、耐温度变化及辐射、无污染的优点而被广泛应用于机械工业、精密仪器工业、电子工业及航空航天领域中。多孔质气体静压轴承相比传统节流形式的气体轴承而言有着更高的承载能力、高刚度... 详细信息

气体静压轴承是一种理想的支撑元件,因具有精度高、耐温度变化及辐射、无污染的优点而被广泛应用于机械工业、精密仪器工业、电子工业及航空航天领域中。多孔质气体静压轴承相比传统节流形式的气体轴承而言有着更高的承载能力、高刚度和优越的阻尼特性,显示出巨大的发展前景。本文开展了多孔质气体静压径向轴承的理论与实验研究,主要完成以下工作:(1)结合实验室所使用多孔质青铜材料的机械加工特性,建立了基于分形理论的表面小孔渗透率模型。气体通过具有加工堵塞层的多孔质节流器时,在多孔质材料内部流动遵循达西定律,而通过加工堵塞层的流动则遵循小孔节流规律。(2)根据实际设计制造的多孔质气浮回转平台,建立了中心通气结构形式的全多孔质气体静压径向轴承的理论模型,确立该结构形式下径向轴承静态性能的计算公式。(3)采用基于有限体积法的Fluent软件对全多孔质气体静压径向轴承的流场进行仿真分析,得到了多孔质材料和气膜间隙中的气压及流速分布。探究分析了影响多孔质径向轴承静态性能的6个主要因素,包括多孔质材料渗透率大小、渗透率各向异性、供气压力、轴承长径比、平均气膜厚度和多孔质材料厚度。(4)分析了多孔质径向轴承加工过程中的渗透率变化情况。高精度气浮台由局部多孔质止推轴承和全多孔质径向轴承组成,利用气浮回转平台进行了多孔质径向轴承实验研究,验证了仿真结果的正确性。本文为多孔质径向轴承的设计制造提供了理论及实践依据,建立了气体通过具有加工堵塞层多孔质节流器的流动模型,具有一定理论意义和工程应用价值。

关键词：多孔质径向轴承 Fluent 渗透率模型分形理论静态性能

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

相渗及核磁共振分析在油水层评价中的应用

相渗及核磁共振分析在油水层评价中的应用

引用

作者：张宵野东北石油大学

学位级别：硕士

储层物性参数是油气层评价的重要依据,有效孔隙度和渗透率是油气层评价方法的两个重要物性数值。相渗技术是针对岩心样品求取油水的相对渗透率,确定油水的产出能力,是油气层评价的重要参数,由于取心井较少,并且相渗分析成本高,很难推广... 详细信息

储层物性参数是油气层评价的重要依据,有效孔隙度和渗透率是油气层评价方法的两个重要物性数值。相渗技术是针对岩心样品求取油水的相对渗透率,确定油水的产出能力,是油气层评价的重要参数,由于取心井较少,并且相渗分析成本高,很难推广应用。本课题首次将相渗与核磁技术结合起来,求取储层油水的相对渗透率,对储层产液性质进行识别及产出能力进行评价;核磁共振分析可以提供岩石样品的孔隙度、渗透率、孔喉半径等参数,从分析数据及谱图均可直观反映储层的物性情况。核磁共振分析技术不仅可以提供可靠的储层物性参数,还可以通过岩心样品中油水信号的分布特征定性判断油水的赋存状态,克服了传统储集层评价的局限性。本课题以提供准确的物性参数及建立相渗-核磁资料综合评价油水层方法作为主要攻关方向,课题研究以岩心流动实验为基础,确定了T2截止值的选取方法及优选了渗透率模型,保证核磁分析参数的准确性;以相对渗透率曲线与产液性质关系为基础,以相渗及核磁实验为手段,以校正含水饱和度及渗透率参数为重点,研究大庆部分探区相对渗透率曲线特征,建立相渗-核磁资料评价油水层的方法。本课题发挥两项技术的优势,极大地改善了对储层评价的准确性、对储层计算的合理性、对产层预测的可靠性和对增产措施评价的可能性。

关键词：相对渗透率核磁共振分析 T2截止值渗透率模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

灰岩三维结构及孔渗特性研究

灰岩三维结构及孔渗特性研究

引用

作者：邢敏华北科技学院

学位级别：硕士

研究灰岩的孔隙结构和孔渗特征是分析地层中灰岩特性的重要环节。本文以开平煤田区域内的范各庄矿和林西矿为研究对象,在采集相关岩样后,利用铸体薄片、高压压汞等实验,结合电子计算机断层扫描-CT提取灰岩的三维微观结构及相关参数,研... 详细信息

研究灰岩的孔隙结构和孔渗特征是分析地层中灰岩特性的重要环节。本文以开平煤田区域内的范各庄矿和林西矿为研究对象,在采集相关岩样后,利用铸体薄片、高压压汞等实验,结合电子计算机断层扫描-CT提取灰岩的三维微观结构及相关参数,研究和分析了灰岩的岩性特点和孔渗特性。研究内容如下:(1)对采集的12个岩样进行铸体薄片鉴定试验后可知,在范各庄矿和林西矿中采集的岩样主要为含有生屑和泥晶的灰岩。岩石结构以泥晶结构为主,构造主要为块状。岩石中的矿物成分主要为方解石,另外含有少量白云石和泥质。另外,岩石发育有由方解石全充填的构造缝。(2)对采集的灰岩样品进行高压压汞实验后发现,所采灰岩的孔隙度区间为0.33%～9.38%,渗透率区间为0.0020～0.0106m D。其中FAN5的孔隙度最大,连通性较好,渗透性也越好;LX1的孔隙度最小,连通性较差,渗透性也较差。另外,随着取样深度增加,孔隙度与渗透率总体呈下降趋势。(3)利用CT扫描技术得到岩样重构数据,再将其导入三维可视化软件Avizo中,提取岩样三维结构与微观数据,研究发现孔隙度与分形维数成正相关,在孔喉结构中孔体积与配位数也呈正相关关系。(4)修正了Kozeny-Carman方程,建立了新的渗透率预测模型。在Kozeny-Carman方程中引入形状因子计算渗透率,对比模型计算得出的渗透率数据与压汞实验测得的渗透率数据发现,二者渗透率的相对误差较小,即该模型稳定性较好,对于预测灰岩渗透率有一定的可行性。该论文有图81幅,表5个,参考文献60篇。

关键词：灰岩 CT扫描孔渗特性渗透率模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

无烟煤微观结构多尺度精细化表征及渗流演化规律研究

无烟煤微观结构多尺度精细化表征及渗流演化规律研究

引用

作者：张会重庆大学

学位级别：硕士

以无烟煤为代表的深部煤层是目前煤层气开采的主战场。无烟煤普遍呈现出结构复杂、渗透率低、非均质性强等特点,严重制约了我国煤层气产业的规模化发展。煤层是典型的孔-裂隙型储层,其微观结构特征直接影响着煤层气宏观渗流特性。因此,... 详细信息

以无烟煤为代表的深部煤层是目前煤层气开采的主战场。无烟煤普遍呈现出结构复杂、渗透率低、非均质性强等特点,严重制约了我国煤层气产业的规模化发展。煤层是典型的孔-裂隙型储层,其微观结构特征直接影响着煤层气宏观渗流特性。因此,定量分析无烟煤多尺度结构特征,研究煤体孔-裂隙结构形态与宏观渗流特性之间的响应机制,揭示无烟煤微观结构差异性对煤层气运移的影响,为煤层气高效开发提供理论参考。以晋城地区的无烟煤为研究对象,综合采用电镜扫描、压汞实验和Micro-CT扫描测试实验,建立了煤体多尺度孔-裂隙结构的精细化表征方法;进而基于分形理论,构建了考虑无烟煤多尺度结构特征的初始渗透率模型,并通过三轴渗流实验验证了模型的正确性;根据气-固耦合渗流模型,模拟了不同尺度结构参数对煤体渗透率动态演化规律的影响。本文主要成果如下:（1）定量表征了晋城地区无烟煤结构特征,并获得了跨尺度孔-裂隙分布规律。天然无烟煤内部结构连通性较差,严重影响煤层气渗流;微-纳米孔隙结构以封闭孔和半封闭孔为主,其中孔径10 nm左右的微孔数量最多;毫米裂隙网络以开度较小的细长型结构为主,分布较为分散。孔径和裂隙体积都服从负指数分布,满足统计分形特征。在三维空间范围内,通过计算出结构比例系数γ和β发现,裂隙长度、开度均与宽度之间满足良好的线性分布规律。（2）构建了多尺度孔-裂隙双重介质分形渗透率模型,并验证了模型的可行性。根据分形理论,构建出微-纳米孔隙二维初始渗透率模型、毫米裂隙三维初始渗透率模型;在此基础上,将基质孔隙模型与裂隙模型进行联合渗流,推导出孔-裂隙双重介质三维初始渗透率模型。模型验证表明,92%的渗透率模型计算值和67%的实验数据分布在5.33×10-16～6.5×10-15 m2范围内,并且数据之间的吻合度较高。（3）探讨了煤体渗透率对多尺度孔-裂隙结构参数的敏感性。根据COMSOL Multiphysics软件模拟得出,孔隙渗透率对最小孔径的敏感性最强,其敏感系数是孔隙度的4.9倍,最大孔径的45.2倍;裂隙渗透率对结构参数的正敏感性从大到小的排序为比例系数β、方位角、孔隙度、最大裂隙体积。煤体尺度效应会显著影响无烟煤渗流特性;在毫米尺度范围内,煤体渗透率由裂隙渗透率主导,裂隙渗透率比孔隙渗透率大4个数量级左右;在微-纳米尺度范围内,煤体渗透率主要受孔隙结构参数的影响。

关键词：无烟煤孔-裂隙结构精细化表征渗透率模型渗流模拟

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

CO2作用下不同含水率烟煤微观结构及渗流特性演化规律

CO2作用下不同含水率烟煤微观结构及渗流特性演化规律

引用

作者：黎承天重庆大学

学位级别：硕士

CO2注入深部煤层是实现碳封存和煤层气高效抽采的有效手段。不同埋深煤层中的CO2存在形式不同,不同相态CO2和水对煤的作用效果不同,并导致煤微观结构和渗流特性改变,最终影响CO2封存能力和煤层气抽采效率。煤层含水率因地下水条件不同... 详细信息

CO2注入深部煤层是实现碳封存和煤层气高效抽采的有效手段。不同埋深煤层中的CO2存在形式不同,不同相态CO2和水对煤的作用效果不同,并导致煤微观结构和渗流特性改变,最终影响CO2封存能力和煤层气抽采效率。煤层含水率因地下水条件不同存在差异,这影响着CO2和水对煤的作用规律。现有研究大多以干燥和饱水煤样为研究对象,且实验以浸泡为主,未考虑应力、CO2相态和含水率的影响,与CO2注入地下煤层的真实反应条件不符。本文以陕西神木地区的典型烟煤为研究对象,考虑了应力、CO2相态和含水率的影响,通过XRD、NMR、CO2吸附、三轴渗流和SEM等实验与模型理论结合的方法,研究了不同含水率烟煤在亚临界和超临界CO2作用下矿物组分、孔隙度、孔径分布、膨胀变形和渗透率的变化,从宏、微观角度分析了CO2作用下不同含水率烟煤微观结构和渗流特性演化规律。主要研究成果如下:（1）通过CO2作用前后的XRD和NMR实验,揭示了CO2作用下不同含水率烟煤微观结构的演化规律。亚临界CO2作用后,碳酸盐矿物的反应速率随含水率增加而加快,矿物反应扩大了孔隙体积,但由于应力压缩,煤的渗流孔体积仍减小,在8.4%含水率时减小最多达11.15%。超临界CO2作用下的矿物反应更剧烈,促进吸附孔向渗流孔转化,渗流孔体积在2.8%含水率时增幅最大,达6.3%。矿物堵塞和应力压缩导致5.6%含水率煤样的渗流孔向吸附孔转化,其吸附孔体积在亚临界和超临界CO2作用后分别增加3.18%、2.64%。（2）通过CO2吸附、三轴渗流和SEM扫描电镜实验,分析了CO2作用下不同含水率烟煤渗流特性演化规律及机理。CO2吸附前,水分吸附和有效应力会压缩孔隙,煤样渗透率与有效应力和含水率均呈负相关关系;饱水煤样渗透率降幅超过60%。CO2吸附导致煤基质膨胀,这一现象在超临界CO2中更显著,煤样渗透率降幅分别在5.6%含水率（亚临界CO2）和8.4%含水率（超临界CO2）时达到最大。亚临界CO2解吸后,煤样渗透率呈“V”型变化,均比初始渗透率更小,这是亚临界CO2的弱溶蚀能力与应力压缩综合作用的结果;超临界CO2解吸后,渗流孔体积扩大导致了煤样（5.6%含水率除外）渗透性增强。煤样渗透率呈“M”型变化,在2.8%含水率时渗透率增幅最大为421.74%。（3）通过建立、拟合考虑水分吸附的煤岩渗透率模型,分析了CO2作用前后模型拟合参数变化规律及水分吸附机理。CO2作用前后,不同含水率煤样的渗透率模型拟合精度（R2）均达0.98;应力和CO2作用导致煤样裂隙体积模量1)增大,拟合所得压缩性系数1)因此减小;忽略水分吸附会导致模型渗透率不同程度偏大,且这种偏差在低有效应力下更明显;根据水分吸附机理和体积膨胀减小趋势,CO2作用下的水分吸附可划分为占据微小孔、形成水膜和占据中大孔三个阶段。

关键词：含水率 CO2地质封存微观结构渗流特性渗透率模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：