考虑裂隙粗糙度的煤岩滑脱效应及渗透率演化机制研究
曾星艺1
李波波2
李建华1
段淑蕾1
丁云娜1
杨竣淞1
1.贵州大学矿业学院,贵州 贵阳 5500252.贵州大学矿业学院,贵州 贵阳 550025;贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室,贵州 贵阳 550025;贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室,贵州 贵阳 550025
摘要：为探究煤岩裂隙表面粗糙度对煤岩渗透特性的影响,选取贵州省六盘水地区煤样,首先开展了扫描电镜和低温氮气吸附试验联合表征煤岩孔裂隙结构,通过Hurst理论初步分析煤岩表面粗糙度;在此基础上,利用分形理论进一步定量表征煤岩裂隙表面相对粗糙度,建立综合考虑应力、滑脱效应及裂隙表面相对粗糙度的煤岩表观渗透率理论模型,并探讨了裂隙表面相对粗糙度对气体滑脱系数的影响,通过煤岩渗透率的实验室测试结果进行验证和分析.研究结果表明:①通过扫描电镜试验观测到孔裂隙结构表面存在粗糙微元,同时低温氮气吸附试验结果表明,煤岩孔裂隙结构发育,存在分形特征且非均质性较强.②煤岩裂隙表面相对粗糙度随粗糙微元分形维数的增大而增大.当粗糙微元分形维数恒定时,裂隙表面相对粗糙度随粗糙微元的尺度比例ε的增大而减小,煤岩裂隙开度b越小,裂隙表面相对粗糙度对裂隙开度越敏感.③随着裂隙表面相对粗糙度的增大,滑脱效应增强.④在初始滑脱系数相同时,随着孔隙压力的增大,煤岩表观渗透率逐步降低而趋向平缓.滑脱效应对煤岩渗透起促进作用,滑脱系数越大,其作用效应越强.
关键词：六盘水煤矿吸附模型粗糙度滑脱效应渗透率模型
分类号：TE312(油气田开发与开采)
资助基金：国家自然科学基金(52274183)贵州省基础研究(自然科学)资助项目(YQK(2023)013)
论文发表日期：2025-06-30
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：10( 120-129 )
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