热力耦合作用下有机类岩石渗透率演化规律及机理
冯增朝
石建行
太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室,山西太原 030024
摘要：在原位改性流体化采矿中,利用高温对矿床进行处理是一种有效方法.探明原位条件下有机类矿层的热解特性、细观结构、渗透率、变形等随温度的演化规律对资源的高效开采具有重要意义.利用高温高压三轴试验机结合含应力显微CT扫描技术,研究了热力耦合作用下 3种有机类岩石(油页岩、烟煤及页岩)的渗透率、热解产气、细观结构及轴向变形随温度(≥300℃)的演化规律,同时结合热解产气、轴向变形及细观结构对渗透率演化机理进行了探究.结果表明:热力耦合作用下,有机类岩石的渗透率演化存在阈值温度,在轴压 10 MPa,围压 7 MPa的应力条件下,油页岩、烟煤及页岩的阈值温度分别为 400、450及 500℃;当热解温度小于阈值温度时,有机类岩石的渗透率由岩石强度主导,孔裂隙随温度的升高而闭合,渗透率与温度呈负相关变化;当热解温度大于阈值温度时,有机类岩石的渗透率由岩石的热解程度主导,孔裂隙随温度的升高逐渐发育并沟通,渗透率与温度呈正相关变化;进行阈值温度前后特性比较,油页岩热解程度与岩石强度在 3种岩石中提升幅度最大,有机质热解并排出促进了孔裂隙的新生及连通,岩石强度的增大减弱了应力对岩石孔裂隙的压缩闭合作用,油页岩的渗透率呈现大幅度的提升.
关键词：有机类岩石渗透率细观结构高温高压岩石强度热解程度显微CT扫描
分类号：TD31(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52474106)
论文发表日期：2024-09-28
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：12( 3798-3809 )
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