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有效应力对煤层气解吸渗流影响试验研究 被引量：159
1
作者 唐巨鹏 潘一山 +2 位作者 李成全 石强 董子贤 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1563-1568,共6页
以阜新高瓦斯矿井孙家湾矿为例,将煤样放入自制的三轴瓦斯解吸渗透仪中,通过先加载后卸载、连续进行煤层气解吸渗流试验,模拟煤层气在复杂地应力条件下的赋存和运移开采过程,得到有效应力与煤层气解吸和渗流特性间的关系,并拟合了其关... 以阜新高瓦斯矿井孙家湾矿为例,将煤样放入自制的三轴瓦斯解吸渗透仪中,通过先加载后卸载、连续进行煤层气解吸渗流试验,模拟煤层气在复杂地应力条件下的赋存和运移开采过程,得到有效应力与煤层气解吸和渗流特性间的关系,并拟合了其关系表达式,揭示一些新的相互作用规律:(1)解吸量、解吸时间与有效应力变化规律均呈负指数递减关系,与受载方式无关;(2)有效应力存在一分界点,当小于此值时,解吸量和解吸时间随有效应力增加而迅速提高,而当有效应力大于此值时,两者随之增加幅度不大,对于孙家湾2#煤样分界点所对应有效应力为3.0MPa左右;(3)存在一临界有效应力值(类似于临界解吸压力),有效应力大于此临界值则解吸量极少或几乎没有,解吸时间趋于0,而孙家湾2#煤样临界有效应力值为10.0MPa左右;(4)在加载过程中,有效应力与渗透率、渗透系数关系曲线呈正指数减小,这表明煤体在较小的有效应力范围内、孔隙压力不断增加的加载过程中,吸附作用是影响渗透率和渗透系数的主控因素;(5)卸载过程中,有效应力与渗透率和渗透系数呈抛物线关系,这从试验角度证明了煤层气开采中三阶段主导作用的存在,即有效应力主导作用阶段、基质收缩效应主导作用阶段和滑脱效应主导作用阶段。 展开更多
关键词 采矿工程 三维应力 煤层气 解吸渗流 有效应力
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不同温度应力条件下煤体渗透率实验研究 被引量：112
2
作者 李志强 鲜学福 隆晴明 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期523-527,共5页
为了深入研究渗透率与温度和应力的关系,分别采用吸附性气体甲烷和非吸附气体氦气,进行了不同应力条件,不同温度条件下的煤体渗流实验.结果表明,不同有效应力条件下煤体渗透率与温度的关系,并非单调递增或单调递减,而是存在一个转折区,... 为了深入研究渗透率与温度和应力的关系,分别采用吸附性气体甲烷和非吸附气体氦气,进行了不同应力条件,不同温度条件下的煤体渗流实验.结果表明,不同有效应力条件下煤体渗透率与温度的关系,并非单调递增或单调递减,而是存在一个转折区,转折区的位置取决于有效应力与热应力的大小对比关系,低有效应力条件下,热应力大于有效应力,煤体外膨胀,渗透率随温度的升高而增大,呈正指数关系;高有效应力条件下,热应力小于有效应力,煤体内膨胀,渗透率随温度的增加而减小,呈负指数关系.这一发现将以往的矛盾结果统一了起来. 展开更多
关键词 温度 应力 瓦斯 煤层气 渗透率 渗流
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负压对瓦斯抽采的作用机制及在瓦斯资源化利用中的应用 被引量：66
3
作者 程远平 董骏 +2 位作者 李伟 陈明义 刘坤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1466-1474,共9页
由于对负压在瓦斯抽采过程中作用机制认识不清,煤矿往往采用恒定的抽采负压,导致抽采的瓦斯浓度低、利用难度大,不利于瓦斯的资源化抽采与利用。建立了考虑基质瓦斯拟稳态扩散、裂隙瓦斯渗流、渗透率演化及煤体变形的瓦斯运移气固耦合模... 由于对负压在瓦斯抽采过程中作用机制认识不清,煤矿往往采用恒定的抽采负压,导致抽采的瓦斯浓度低、利用难度大,不利于瓦斯的资源化抽采与利用。建立了考虑基质瓦斯拟稳态扩散、裂隙瓦斯渗流、渗透率演化及煤体变形的瓦斯运移气固耦合模型,并采用Comsol Multiphysics对模型进行数值解算。分析了扩散及渗流过程对瓦斯运移的影响,研究了负压在瓦斯抽采过程中的作用机制。考虑抽采负压作用的变化,结合抽采瓦斯及漏风并联关系,获得了不同抽采负压下瓦斯浓度变化。结果表明随抽采时间增加,负压的作用逐渐减弱,降低抽采负压能够有效提高抽采瓦斯浓度。针对当前煤矿抽采瓦斯浓度低的现状,提出了抽采钻孔"分组并联"降低抽采负压、提高瓦斯资源化利用的技术措施。 展开更多
关键词 煤层瓦斯 扩散 渗流 瓦斯运移 渗透率 资源化
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固流耦合作用下煤层气解吸-渗流实验研究 被引量：48
4
作者 唐巨鹏 潘一山 +1 位作者 李成全 石强 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期274-278,共5页
以典型的高瓦斯矿井阜新孙家湾矿为研究对象,利用自主研制的自压式三轴渗透仪,对煤层气解吸和渗流间的相互作用规律进行了实验研究.实验过程中连续进行加载和卸载(改变轴压、围压和孔隙压)并考虑了固流耦合作用影响,模拟了三维应力下煤... 以典型的高瓦斯矿井阜新孙家湾矿为研究对象,利用自主研制的自压式三轴渗透仪,对煤层气解吸和渗流间的相互作用规律进行了实验研究.实验过程中连续进行加载和卸载(改变轴压、围压和孔隙压)并考虑了固流耦合作用影响,模拟了三维应力下煤层气运移过程.实验结果表明,加载条件下,渗透率和渗透系数与孔隙压力、解吸量、解吸时间的关系具有相似性.在此过程中,渗透率和渗透系数随孔隙压增加均呈非线性递减关系,都具有负指数规律,而解吸量和解吸时间均呈多项式形式增加,且渗透率和渗透系数存在某一临界值,当小于此值时渗透率和渗透系数随瓦斯孔隙压力增大而减小.卸载条件下,有效水平应力与渗透率和渗透系数呈抛物线关系(先减小后增大),而有效水平应力与解吸量和解吸时间均为负指数形式递减,具有典型的煤层气开采的三阶段主导作用特征(有效应力主导阶段、基质收缩主导阶段和滑脱效应主导阶段).实验结果真实地反映了煤对瓦斯的吸附和解吸作用;实验结论与前人研究结果吻合较好,说明实验方法和步骤是合理的. 展开更多
关键词 固流耦合 煤层气 三雏应力 解吸-渗流 有效应力
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煤储层启动压力梯度的实验测定及意义 被引量：24
5
作者 郭红玉 苏现波 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期52-54,共3页
煤层气的运移产出流态是煤层气井产能预测的理论基础,目前煤层气井产能预测大多采用达西渗流模型,预测结果与实际相差较大,因此判定煤层气在储层内部的运移流态至关重要。在RMT-150B岩石力学伺服试验机的基础上,设计出一套测试启动压力... 煤层气的运移产出流态是煤层气井产能预测的理论基础,目前煤层气井产能预测大多采用达西渗流模型,预测结果与实际相差较大,因此判定煤层气在储层内部的运移流态至关重要。在RMT-150B岩石力学伺服试验机的基础上,设计出一套测试启动压力梯度的装置,通过实验得到流经煤样的气体流速与压力平方差,而两者并非通过原点的线性关系,证明启动压力梯度的存在。通过测试不同煤样的启动压力梯度与渗透率,其回归曲线表明:两者呈负指数关系,相关度达0.933,且随着渗透率降低,其启动压力梯度逐步增大,在低渗透阶段增加趋势就更加明显。煤的启动压力梯度存在证明煤层气运移流态为非线性渗流,该结论对改进煤层气井产能预测模型有指导意义。 展开更多
关键词 煤层气 流体流动 启动压力梯度 渗透率 非达西流 生产能力 预测 实验室试验
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多井条件下煤层气不定常渗流问题的数值研究 被引量：18
6
作者 刘曰武 张大为 +1 位作者 陈慧新 宫欣 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1679-1686,共8页
建立了在多井条件下考虑井筒储存和表皮效应的煤层气不定常渗流模型。对于不同外边界如圆形、矩形以及任意四边形煤层中存在不同源汇情况下的不稳定渗流问题进行了求解,得到了该问题在不同时间下的压力场分布,并对压力扩展过程进行了分... 建立了在多井条件下考虑井筒储存和表皮效应的煤层气不定常渗流模型。对于不同外边界如圆形、矩形以及任意四边形煤层中存在不同源汇情况下的不稳定渗流问题进行了求解,得到了该问题在不同时间下的压力场分布,并对压力扩展过程进行了分析讨论,认为压力传播过程在早期是不受边界形状和边界性质影响的,在压力传播到边界之前源汇性质对压力传播过程有明显影响,在汇与汇之间不存在等压线,相当于封闭边界的情况;在源与源之间存在等压线,相当于定压边界的情况。 展开更多
关键词 采矿工程 煤层气 不定常流动 渗流 数值模拟 多井条件
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割缝后煤层瓦斯的流-固耦合模型及应用 被引量：23
7
作者 卢义玉 贾亚杰 +1 位作者 葛兆龙 夏彬伟 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期23-29,共7页
引入煤体孔隙率、渗透率的动态演化模型及D-P准则,建立高压水射流割缝后低透气煤层瓦斯渗流的流-固耦合模型,运用该模型优化重庆某矿W2704S回风巷条带下段预抽钻孔布置.结果表明,条带预抽达标时间与钻孔间距呈显著的指数关系,与实际达... 引入煤体孔隙率、渗透率的动态演化模型及D-P准则,建立高压水射流割缝后低透气煤层瓦斯渗流的流-固耦合模型,运用该模型优化重庆某矿W2704S回风巷条带下段预抽钻孔布置.结果表明,条带预抽达标时间与钻孔间距呈显著的指数关系,与实际达标时间的最大相对误差为5.8%,验证了流-固耦合模型的工程适用性;高压水射流割缝优化钻孔布置后,煤巷条带的预抽钻孔数量减少了27.3%、预抽达标时间缩短了69.6%,煤巷月平均掘进进尺提高了1.6倍. 展开更多
关键词 高压水射流割缝 低透气煤层 瓦斯渗流 流-固耦合 钻孔
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地球物理场中煤层气渗流控制方程及其数值解 被引量：23
8
作者 李志强 鲜学福 +1 位作者 姜永东 徐龙君 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第A01期3226-3233,共8页
为探索地球物理场中原地煤层气运移能力对煤层气储集和富集能力的影响,以地应力场、地温场中煤层气连续性方程、气体状态方程、吸附方程、渗流方程为基础,建立了应力、温度影响下的煤层气渗流控制方程。方程体现了地应力和地温对煤层气... 为探索地球物理场中原地煤层气运移能力对煤层气储集和富集能力的影响,以地应力场、地温场中煤层气连续性方程、气体状态方程、吸附方程、渗流方程为基础,建立了应力、温度影响下的煤层气渗流控制方程。方程体现了地应力和地温对煤层气压力、含量、渗透率和孔隙率的影响,其中,应力和温度通过影响煤层气压力影响吸附量,通过影响煤层气压力和孔隙率影响游离量;温度还通过影响吸附常数b影响吸附量;不同的应力、温度组合条件下,渗透率的变化机制不同。通过Kaiser声发射原岩应力测试实验、不同温度下煤的甲烷等温吸附实验、不同温度及有效应力下煤体中甲烷渗流实验以及煤的孔隙率、工业分析等实验,研究应力、温度影响下的煤层气渗流特征。不同温度下煤的甲烷等温吸附实验表明,吸附常数a随温度变化不明显,b随温度升高而下降;不同温度、不同有效应力条件下煤的甲烷渗流实验表明,小有效应力条件下,煤体中甲烷渗透率随温度升高而升高;大有效应力条件下,渗透率随温度升高而下降。以实验数据和原始地质资料为基础,采用有限差分法,进行了地球物理场中原地煤层气渗流运移能力的一维、二维数值模拟。计算表明:研究区现今原地煤层气渗流运移导致的煤层气散失甚微,低渗煤层具有良好的储集和富集能力,但不利于后期开采,卸除地应力和升高温度是提高煤层气抽采率的有效途径。 展开更多
关键词 采矿工程 地球物理场 煤层气 瓦斯 渗流 温度 应力 数值解
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煤层气注气开采多组分流体扩散模型数值模拟 被引量：15
9
作者 孙可明 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2005年第3期305-308,共4页
为了解决低渗透煤层气开发遇到挑战,依据双重介质扩散渗流和多组分吸附平衡理论,建立了注气开采煤层气多组分流体扩散渗流模型,利用数值方法研究了注气开采煤层气的增产机理.研究表明,注入二氧化碳气体不但减少了煤层甲烷的分压,加速了... 为了解决低渗透煤层气开发遇到挑战,依据双重介质扩散渗流和多组分吸附平衡理论,建立了注气开采煤层气多组分流体扩散渗流模型,利用数值方法研究了注气开采煤层气的增产机理.研究表明,注入二氧化碳气体不但减少了煤层甲烷的分压,加速了煤层甲烷的解吸,而且二氧化碳气体比甲烷气体更易吸附,竞争吸附置换煤层甲烷分子,从而提高了煤层气产量,结果表明注气开采煤层气是提高我国低渗透煤层气产量的有效途径. 展开更多
关键词 煤层气 注气开采 多组分流体 双重介质 扩散 渗流
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井下注气强化煤层气抽采效果的工程试验与数值模拟 被引量：18
10
作者 李志强 王兆丰 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期72-77,82,共7页
为提高特低渗透煤层的煤层气抽采效果,在重庆天府矿业公司850m深井,采用注入组分为78%的N2的方法,进行了强化注抽煤层气的工业性试验。分别试验了单孔与多孔干扰情况下自然涌出、负压抽采、注气涌出、边注边抽和间歇注气试验。结果表明... 为提高特低渗透煤层的煤层气抽采效果,在重庆天府矿业公司850m深井,采用注入组分为78%的N2的方法,进行了强化注抽煤层气的工业性试验。分别试验了单孔与多孔干扰情况下自然涌出、负压抽采、注气涌出、边注边抽和间歇注气试验。结果表明:在常规抽采达到极限后进行注气,甲烷抽采时间-浓度曲线呈现先上升后下降的单峰波形状态,间歇注抽的甲烷浓度高于边注边抽的甲烷浓度,但衰减较快,注气距离短,长时边注边抽的注抽效果好于间歇注抽效果。注气孔网间距4m,渗透率1.112×10-4 mD的煤层,连续注抽5d后,抽采率由卸压后负压极限抽采的52.4%提高到58.6%。建立了空气注采甲烷的渗流理论方程,计算了合理的注气孔网间距、注气时间、压力等技术参数,讨论了注气技术方法的适用条件和辅助技术,为推广这一技术提供了工程与理论参考。同时,提出了抽采后注气的变定解条件渗流方程解算的科学问题。 展开更多
关键词 煤层气 瓦斯 注气 渗流 变定解条件
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考虑渗流-扩散的煤层瓦斯流动修正模型 被引量：19
11
作者 魏建平 王洪磊 +1 位作者 王登科 姚邦华 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期873-878,共6页
为研究煤层瓦斯流动规律,在考虑了不同扩散机制和滑移边界的前提下,建立了考虑渗流-扩散效应的煤层瓦斯流动新模型,分析了同一气体压力条件下扩散质量通量占总质量通量比重、视渗透率和达西渗透率的比值随Knudsen数(Kn)的变化关系.结果... 为研究煤层瓦斯流动规律,在考虑了不同扩散机制和滑移边界的前提下,建立了考虑渗流-扩散效应的煤层瓦斯流动新模型,分析了同一气体压力条件下扩散质量通量占总质量通量比重、视渗透率和达西渗透率的比值随Knudsen数(Kn)的变化关系.结果表明:新模型在描述煤层瓦斯流动规律方面更为合理准确;当Kn>20.000时,瓦斯在煤层中的流动属于自由分子流,流动规律符合扩散定律;当0.020<Kn≤20.000时,煤层瓦斯流动需同时考虑扩散项和渗流项,煤层瓦斯流动属于过渡流;当0.002<Kn≤0.020时,煤层瓦斯流动属于黏性连续流,流动规律满足带滑移边界的达西方程;当Kn≤0.002时,煤层瓦斯流动满足达西方程. 展开更多
关键词 煤层瓦斯 瓦斯扩散 瓦斯渗流 Knudsen数 流动机制
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考虑基质收缩效应的煤层气应力场-渗流场耦合作用分析 被引量：16
12
作者 周军平 鲜学福 +2 位作者 姜永东 李晓红 姜德义 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期2317-2323,共7页
在煤层气的初级生产过程中,为了获取较高的生产率,需要降低储层压力,储层压力下降对于煤层气的渗透率具有两个相反的效应:(1)储层压力下降,有效应力增加,煤层裂隙压缩闭合,渗透率降低;(2)煤层气解吸,煤基质收缩,煤层气流动路径张开,渗... 在煤层气的初级生产过程中,为了获取较高的生产率,需要降低储层压力,储层压力下降对于煤层气的渗透率具有两个相反的效应:(1)储层压力下降,有效应力增加,煤层裂隙压缩闭合,渗透率降低;(2)煤层气解吸,煤基质收缩,煤层气流动路径张开,渗透率升高。Shi和Durucan、Palmer-Mansoori以及Gray等都建立了包含了基质收缩效应以及有效应力的影响的渗透率模型,其模型都基于以下两个关键假设:煤岩体处于单轴应变状态以及竖向应力恒定。为了检验上述两个假设的合理性,建立了一个考虑基质收缩效应以及渗流场-应力场耦合作用下的煤层气流动模型,对煤层气初级生产过程中渗透率的变化进行了耦合分析。分析结果表明:单轴应变的假设具有合理性,而竖向应力是随指向生产井的应变梯度的变化而变化的,其对于渗透率的变化具有重要影响,因此,竖向应力恒定的假设可能导致渗透率预测出现误差;上述渗透率模型都可能低估煤层气初级生产过程中渗透率的变化。 展开更多
关键词 煤层气 有效应力 煤基质收缩 渗透率 渗流场:应力场 耦合模型
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变形场、煤化度和外加电场对甲烷在煤层中渗流的影响 被引量：14
13
作者 鲜学福 辜敏 杜云贵 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第2期89-91,共3页
研究了变形场、煤化度和外加电场对煤物质中甲烷气体渗流的影响.结果表明,外加应力(应变)越大,渗透系数越大;当外加应力相同时,煤化程度越高,渗透系数越小;外加电场越强,渗透系数越大.得到地应力和电效应下的一维达西定律修正式.
关键词 应变场 电场 煤化度 瓦斯 渗流
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含瓦斯煤体渗透规律的实验研究 被引量：12
14
作者 张志刚 《煤矿开采》 北大核心 2011年第5期15-18,共4页
利用自行研制的出入口压差可调煤岩渗透实验系统,测定了在不同压差和气体介质条件下,不同吸附性能煤样的渗透性,对含瓦斯煤体的渗透规律进行了研究。研究结果表明,煤对瓦斯的吸附作用是影响煤体渗透特性的主要因素,同时通过对实验数据... 利用自行研制的出入口压差可调煤岩渗透实验系统,测定了在不同压差和气体介质条件下,不同吸附性能煤样的渗透性,对含瓦斯煤体的渗透规律进行了研究。研究结果表明,煤对瓦斯的吸附作用是影响煤体渗透特性的主要因素,同时通过对实验数据的分析,建立了煤岩的渗透率与瓦斯吸附量的关系模型。 展开更多
关键词 煤 瓦斯 渗透 吸附
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海底沉积物-水界面溶解甲烷渗漏通量原位观测研究进展 被引量：11
15
作者 赵广涛 徐翠玲 +2 位作者 张晓东 何雨旸 冷传旭 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期73-81,共9页
海底沉积物-水界面溶解甲烷渗漏不仅是海底天然气水合物的存在标志和分解释放途径,也是冷泉生物群落的物质和能量来源,因其对海洋环境乃至全球变化的可能重要影响而日益引起人们关注,而海底原位观测及渗漏甲烷通量估算是理解上述问题的... 海底沉积物-水界面溶解甲烷渗漏不仅是海底天然气水合物的存在标志和分解释放途径,也是冷泉生物群落的物质和能量来源,因其对海洋环境乃至全球变化的可能重要影响而日益引起人们关注,而海底原位观测及渗漏甲烷通量估算是理解上述问题的关键。目前国际上有两种较为成熟的海底甲烷通量观测方法：1流体渗漏速率原位测量配以室内甲烷浓度分析;2底栖室流体连续取样配以室内甲烷浓度分析,前者能灵敏反应冷泉渗漏速率的时序变化,而后者具有较高的甲烷通量测量准确度。随着甲烷传感器技术的发展,原位测量方法将大大提高甲烷通量测量精度、时间和分辨率。在可移动式观测平台上搭载甲烷传感器,同时进行近海底界面微尺度甲烷浓度梯度测量和湍流观测,不仅能够精细刻画近海底甲烷浓度变化、渗漏通量变化,并且非封闭环境能够最大限度地避免沉积物-水界面遭受扰动,使观测数据更接近海底真实环境,这成为未来海底原位观测的主要发展方向之一。除此之外,特征冷泉生物群落的分布已被广泛应用于将个别测量站位的观测结果扩展到整个区域的甲烷渗漏流量估算。目前,国外学者已经对部分典型海底冷泉区进行了渗漏甲烷通量估算,发现每个渗漏系统每年通过溶解形式向海水释放甲烷量约为6×103~1.35×107 mol,并且甲烷渗漏在时间上和空间上都是多变的,但还没能将单个冷泉系统的通量估算延伸到更大的时空尺度,这成为深入研究海底甲烷储库及其在全球碳循环和气候变化中的作用的瓶颈之一。 展开更多
关键词 冷泉 甲烷渗漏 通量 原位观测
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基于分形理论的煤层瓦斯渗透率参数估计方法 被引量：11
16
作者 李守巨 刘迎曦 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第2期113-115,共3页
基于分形理论和达西定律,研究了孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数与瓦斯渗透率参数之间的关系;数值模拟了煤层孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数对瓦斯渗透率参数的影响.研究表明,瓦斯渗透率随着孔隙弯曲分形维的增加而降低,随着... 基于分形理论和达西定律,研究了孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数与瓦斯渗透率参数之间的关系;数值模拟了煤层孔隙的弯曲分形维数和表面积分形维数对瓦斯渗透率参数的影响.研究表明,瓦斯渗透率随着孔隙弯曲分形维的增加而降低,随着孔隙表面分形维和最大毛细管直径的增加而增加;应用分形理论可以获得煤层孔隙发育程度和分布特征比较精确的定量信息. 展开更多
关键词 瓦斯 渗透率 分形维 弯曲分形维
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煤层气井负压排采技术潜在增产因素分析 被引量：11
17
作者 彭川 张遂安 +3 位作者 王凤林 袁玉 赵威 饶庆 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第14期166-171,共6页
排水降压采气是煤层气井开采的主要方式,而煤层气井开采过程中常出现自然产量低。为促进煤层气的解吸和渗流,现场多次采用了负压排采技术并取得了很好的增产效果,研究煤层负压排采技术的潜在增产因素可以完善其技术的理论基础,对今后更... 排水降压采气是煤层气井开采的主要方式,而煤层气井开采过程中常出现自然产量低。为促进煤层气的解吸和渗流,现场多次采用了负压排采技术并取得了很好的增产效果,研究煤层负压排采技术的潜在增产因素可以完善其技术的理论基础,对今后更好地指导现场煤层气井开发生产以及推广至地质特征、生产特征相似的煤层气区块具有重要的增产意义。探讨了负压技术可能带来的潜在增产因素,并且对负压排采井的选择、使用负压设备的时机提供了排采建议。研究表明:由于煤层气常以吸附态赋存以及煤储层特点,负压排采技术在增大生产压差的同时,可能会起到提高裂缝导流能力、解除表皮污染、促进井间干扰以及增强甲烷滑脱和煤基质收缩等有利效果,同时也会起到加大应力敏感以及裂缝闭合的可能性。可见负压排采技术的正确使用,能最大限度降低废弃压力,提高煤层气的最终采收率。 展开更多
关键词 煤层气 负压 排采 增产因素 采收率 解吸 渗流
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考虑Klinkenberg效应的瓦斯抽采流固耦合模型及其应用 被引量：10
18
作者 刘佳佳 王丹 +1 位作者 王亮 高建良 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期92-97,共6页
为揭示低渗透性煤层瓦斯抽采渗流机制,在综合考虑Klinkenberg效应、有效应力和解吸收缩对瓦斯渗流及煤体变形影响的基础上,建立描述瓦斯渗流及煤骨架可变形的流固耦合模型。运用该模型,优化某矿29031工作面本煤层顺层钻孔的抽采负压和... 为揭示低渗透性煤层瓦斯抽采渗流机制,在综合考虑Klinkenberg效应、有效应力和解吸收缩对瓦斯渗流及煤体变形影响的基础上,建立描述瓦斯渗流及煤骨架可变形的流固耦合模型。运用该模型,优化某矿29031工作面本煤层顺层钻孔的抽采负压和钻孔间距。结果表明,在抽采钻孔附近,模型考虑Klinkenberg效应比未考虑Klinbenberg效应时瓦斯压力下降更快,距离抽采钻孔越远,Klinkenberg效应的影响越小;在抽采时间一定的前提下,抽采负压对煤层瓦斯压力的下降影响不明显,有效抽采半径与抽采负压之间满足幂函数关系;考虑现场的复杂性和不均衡性,需要增加30%的安全余量,29031工作面本煤层顺层钻孔间距为6 m时,瓦斯压力下降幅度及范围最大,同时可以有效地避免"空白带"和抽采的无效叠加,抽采效果比较理想。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 Klinkenberg效应 抽采半径 渗流 流固耦合
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沁水盆地含水煤层气藏的气体渗流特征 被引量：10
19
作者 陈霞 刘洪林 +1 位作者 王红岩 赵群 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期500-503,共4页
煤层气主要以吸附状态在承压水作用下赋存在煤基质孔隙中,排水降压是其主要开采方式。煤层气藏和低渗透天然气藏相比,其初始含水饱和度往往较高。在开发过程中气水两相始终同时存在,即使是在开发的第3阶段,产水量很小,但水相饱和度还是... 煤层气主要以吸附状态在承压水作用下赋存在煤基质孔隙中,排水降压是其主要开采方式。煤层气藏和低渗透天然气藏相比,其初始含水饱和度往往较高。在开发过程中气水两相始终同时存在,即使是在开发的第3阶段,产水量很小,但水相饱和度还是较高。地层水的存在使得多孔介质通道狭窄,造成低渗含水气藏毛管压力普遍很高,严重影响气体的渗透率。通过对沁水盆地部分煤岩样品渗流特征的研究,将排采曲线归纳为上凸型、下凹型和复合型3种代表类型。分析结果表明,含水饱和度越大,启动压力梯度越大。这些认识对于正确制订排采工作制度、提高排采效果具有重要意义。 展开更多
关键词 沁水盆地 煤层气 渗流特征 扩散 临界压力
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煤层气的运移机理及其强化抽采 被引量：7
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作者 夏德宏 张世强 《工业加热》 CAS 2008年第2期15-18,共4页
煤层气是一种优质的洁净能源。在分析煤层气运移过程的基础上,建立了钻孔抽放煤层气的渗流运动方程,并求得其近似解析解。基于此,分析了煤层气抽采的主要影响因素,结果表明:增强煤层透气性,提高煤层压力,增大孔径和提高抽采负压都有利... 煤层气是一种优质的洁净能源。在分析煤层气运移过程的基础上,建立了钻孔抽放煤层气的渗流运动方程,并求得其近似解析解。基于此,分析了煤层气抽采的主要影响因素,结果表明:增强煤层透气性,提高煤层压力,增大孔径和提高抽采负压都有利于促进煤层气的抽采。实际中,对于低渗煤层,应采取有效的强化措施,以提高煤层气的回收率。 展开更多
关键词 煤层气 渗流 影响因素 强化抽采
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