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注氮促排煤体瓦斯数值模拟研究 被引量：5
1
作者 季鹏飞 林海飞 +2 位作者 孔祥国 龙航 李博涛 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期127-134,共8页
为探究二元气体(瓦斯/氮气)压力和吸附解吸效应对煤体注氮促排瓦斯的影响,建立包括煤体变形方程、孔隙率/渗透率动态耦合方程及二元气体运移控制方程的注氮促排瓦斯多场耦合模型;通过Comsol软件模拟是否考虑二元气体压力、吸附解吸效应... 为探究二元气体(瓦斯/氮气)压力和吸附解吸效应对煤体注氮促排瓦斯的影响,建立包括煤体变形方程、孔隙率/渗透率动态耦合方程及二元气体运移控制方程的注氮促排瓦斯多场耦合模型;通过Comsol软件模拟是否考虑二元气体压力、吸附解吸效应条件下的煤体变形、渗透率、促排瓦斯效果。结果表明:不考虑二元气体压力和吸附解吸效应时,煤体轴向变形量最大,渗透率最低;仅考虑单一因素时,煤体轴向变形量减小,渗透率升高,且二元气体压力抑制煤体变形能力强于吸附解吸效应;同时考虑2因素时,抑制煤体变形能力、增渗作用进一步提升。注氮时间相同时,注气端瓦斯压降幅度明显大于排气端瓦斯压降幅度,促排瓦斯效果随着距注气端距离的增大逐渐削弱。 展开更多
关键词 注氮促排瓦斯 煤体变形能力 渗透率 二元气体压力 吸附解吸效应
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考虑吸附/解吸热效应的含瓦斯煤热-流-固耦合模型及数值模拟 被引量：16
2
作者 郝建峰 梁冰 +2 位作者 孙维吉 李桥桥 董鹏程 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1282-1290,共9页
为了研究煤吸附/解吸瓦斯热效应对煤与瓦斯突出前兆信息演化规律及互耦关系的影响,开展了煤吸附/解吸瓦斯热效应实验,建立了不同压力梯度下的煤体温度变化方程,进而构建了反映采场孔隙率与渗透率动态演化、瓦斯吸附-解吸-扩散以及能量... 为了研究煤吸附/解吸瓦斯热效应对煤与瓦斯突出前兆信息演化规律及互耦关系的影响,开展了煤吸附/解吸瓦斯热效应实验,建立了不同压力梯度下的煤体温度变化方程,进而构建了反映采场孔隙率与渗透率动态演化、瓦斯吸附-解吸-扩散以及能量积聚与耗散等过程的热-流-固耦合模型。以耦合模型为基础,进行了煤与瓦斯相互作用机理数值模拟。结果表明:相同压力梯度时,煤体温度和瓦斯压力自煤壁向煤层内部逐渐升高,渗透率在工作面推进方向上呈现为先减小后增大;应力集中区内,地应力主导煤体渗透率的变化,应力集中区外,煤吸附/解吸瓦斯热效应引起的热膨胀应变、游离瓦斯产生的压缩应变和吸附膨胀应变起主导作用;随瓦斯压力梯度增大,煤体温度升高,瓦斯压力增大,煤体变形增大、变形量较小,渗透率逐渐减小,渗透率的降低量随瓦斯压力梯度增大而减小,吸附/解吸热效应对煤与瓦斯相互作用关系的影响逐渐减弱。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 前兆信息 瓦斯压力梯度 吸附/解吸热效应 热-流-固耦合
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煤系页岩瓦斯吸附-解吸迟滞效应核磁共振谱实验研究 被引量：2
3
作者 唐巨鹏 田虎楠 潘一山 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2193-2204,共12页
煤系页岩瓦斯主要以吸附态和游离态形式存在,其解吸过程相对吸附过程具有普遍滞后现象,因此从微细观角度定量研究其吸附-附解吸迟滞规律对页岩气井后期稳产增产具有重要意义.在前人研究基础上结合核磁共振谱理论推导出能够准确表征煤系... 煤系页岩瓦斯主要以吸附态和游离态形式存在,其解吸过程相对吸附过程具有普遍滞后现象,因此从微细观角度定量研究其吸附-附解吸迟滞规律对页岩气井后期稳产增产具有重要意义.在前人研究基础上结合核磁共振谱理论推导出能够准确表征煤系页岩瓦斯吸附-解吸迟滞效应微细观评价模型,并采用核磁共振谱测试技术,以双鸭山盆地东保卫煤矿三采区36#煤层底板煤系页岩为研究对象,进行煤系页岩瓦斯吸附-解吸迟滞效应核磁共振谱实验,模拟不同储层原位应力状态煤系页岩瓦斯迟滞效应发生全过程,进一步对吸附态瓦斯、游离态瓦斯以及微细观方法测定的宏观瓦斯迟滞规律进行定量化研究,并对其发生机理以及其对深部煤系页岩瓦斯开采影响进行了初步探究.结果表明:应力状态下吸附态和游离瓦斯均有滞后效应;瓦斯宏观迟滞系数与平均有效应力呈幂函数关系,而瓦斯宏观迟滞效应中由吸附态或游离态瓦斯引起的迟滞系数与平均有效应力关系均可采用二次多项式拟合;孔裂隙应力损伤和微孔隙瓦斯扩散受限耦合或许是煤系页岩瓦斯吸附-解吸迟滞效应产生根本原因之一. 展开更多
关键词 煤系页岩 核磁共振谱 吸附态瓦斯 游离态瓦斯 吸附-解吸迟滞效应 平均有效应力
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考虑吸附-解吸效应的气固耦合模型 被引量：1
4
作者 耿玉林 亓宪寅 贾善坡 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期40-48,共9页
在研究煤层气单井抽采模型时,首先根据有效应力和渗透率建立相关联系的方法,确立了煤层气固耦合理论方程,然后根据理论分析、数值模拟与常规理论实践规律相结合的方法,考虑了地应力对煤层气解吸、煤层渗透率和孔隙度的相互影响,建立了... 在研究煤层气单井抽采模型时,首先根据有效应力和渗透率建立相关联系的方法,确立了煤层气固耦合理论方程,然后根据理论分析、数值模拟与常规理论实践规律相结合的方法,考虑了地应力对煤层气解吸、煤层渗透率和孔隙度的相互影响,建立了煤层气运移的数值模型,并观测抽采产量的变化.另外通过理论公式及数值模拟讨论吸附-解吸效应和Langmuir常量对气体压力、渗透率和抽采产量的影响,从而提高抽采产量和生产效率.研究结果表明:(1)煤层气开采过程中,有效应力和吸附-解吸效应都影响着孔隙通道直径的变化,两者存在竞争关系,导致煤层基质产生膨胀或收缩,进而影响渗透率的变化;(2)吸附-解吸效应能够显著提高抽采效率和产量. 展开更多
关键词 吸附-解吸效应 渗透率 气-固耦合 数值模拟
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