考虑基质吸附变形特性的煤岩渗透率演化研究
王刚1
王铭震2
肖智勇2
孙小翔2
贾文雯2
姜枫2
郑程程2
1.福建理工大学土木工程学院,福建 福州 350118;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东 青岛 2665902.山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东 青岛 266590
摘要：渗透率是煤层气勘探与温室气体存储中必不可少的参数,准确认识煤层内气体流动不仅能够合理预测煤层气产量,还能提高CO2 地质封存的效率.一般的煤岩渗透率预测模型都是从有效应力以及气体吸附的角度出发进行模型的相关理论推导,但在实际情况中,煤岩的基质内部构造复杂不定,与吸附相关的矿物成分分布存在不均匀的现象,这就往往会忽略基质区域非均匀吸附变形这一因素的影响.因此,通过将煤岩的基质区域划分为 2个吸附能力不同的区域,重新推导了煤岩渗透率模型,利用现场数据以及实验室数据对提出的模型进行比较验证,并通过有限元软件分析了基质区域的非均匀吸附对渗透率演化的影响,结果表明:①提出的模型与现场及实验室实验数据具有较高的匹配度,不同边界条件下的渗透率预测数据具有较高的可靠性.②基质的非吸附膨胀区域的渗透率会在吸附膨胀区域的挤压效应下降低,并且越靠近吸附膨胀变形区域处,受到的挤压效果越强,非吸附膨胀区域渗透率降低程度越明显.③随着基质吸附区域面积的增加会使相邻基质区域受到的应力扰动越早,并使得受挤压的基质区域平衡时气体渗透率越低.改进的渗透率模型可以更加深入地了解煤岩内部基质区域相互作用对渗透率产生的影响,对煤层气开采具有一定的理论指导意义.
关键词：煤层气渗透率气体压力非均质性吸附膨胀应变基质占比系数
分类号：TD313(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52079077)
论文发表日期：2024-12-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 193-203 )
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