充填煤岩裂隙渗透性实验及数值模拟研究
发布时间：2021-01-30 05:37
裂隙是煤储层中瓦斯渗流的主要通道,而煤岩裂隙被介质充填又是自然条件下的普遍现象。对于非充填煤岩裂隙渗透率的研究前人已做了很多工作,而对于充填煤岩裂隙渗透率的研究却比较少。充填煤岩裂隙渗透率的研究对进一步了解瓦斯在煤储层的地质状态和对煤层气的开采都具有重要的参考价值。本文通过理论分析、物理模拟和数值模拟的方式,研究了充填煤岩裂隙的渗透率变化规律。通过对从矿井取出的煤块进行处理加工成实验所需的不同种类的充填煤样,并利用三轴试验机进行室内实验,研究了不同种类的充填介质、不同的气体压力和不同的充填宽度对煤储层渗透性的影响,最后再利用Fluent软件对充填煤岩裂隙的渗透性进行数值模拟,得到结论如下:（1）当气体压力一定时,充填煤样的渗透率随着围压的增大而减小,并将围压对充填煤样渗透率的影响利用MATLAB拟合出指数函数,结果符合实验得出的规律。（2）充填介质为煤粉的煤样渗透性与气体压力大小成倒“V”型变化。而另四种充填介质充填的煤样随着气体压力的增大渗透性减小并且逐步趋于平缓。（3）实验表明充填物为方解石、膨润土和高龄土的煤样渗透率随着裂隙宽度的增大而减小,充填为煤粉、方-高混合物的煤样,渗透率...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
充填煤岩裂隙模型
颗粒较小的煤粒，然后再将煤粒放入球磨机中磨出来颗粒更小的煤粉。期间需要注意球磨机工作的时间，如果太长，就会把煤粒磨的太小，不符合实验所需，施加太短的话，磨得的煤粒又太大，所以要正确把握时间。如图3.2所示所需实验机械设备。然后从球磨机中取出磨好的煤粉，在用所购置的筛网晒出所需颗粒大小的煤粉。（a）20-40 目煤粉 （b）60-80 目煤粉
（a）万能试验机 （b）模具图 3.3 制备煤样设备本实验采用的充填物：煤粉、方解石、高岭土、膨润土、方解石和方-高混合物，20~40 目的煤粉、60~80 目的煤粉和 100~120 目的煤粉，如图 3.4 所示。（a）方解石（1000 目） （b）高岭土（1250 目）
【参考文献】：
期刊论文
[1]压力脉冲法渗透率计算方法研究[J]. 赵世旭. 当代化工研究. 2017(06)
[2]等温条件下页岩储层视渗透率随压力变化规律研究[J]. 崔亚星,熊伟,胡志明,左罗,高树生. 天然气地球科学. 2017(04)
[3]基于扫描电镜-氮气吸脱附和压汞法的页岩孔隙结构研究[J]. 陈生蓉,帅琴,高强,田亚,徐生瑞,黄云杰. 岩矿测试. 2015(06)
[4]三轴条件下完整岩石Hoek-Brown强度准则的改进[J]. 李斌,许梦国,刘艳章,王平. 采矿与安全工程学报. 2015(06)
[5]樊庄区块煤层气排采数据分析与储层渗透率动态预测[J]. 陈亚西,杨延辉,刘大锰,姚艳斌,张航,闫涛滔. 煤炭科学技术. 2015(11)
[6]利用周期振荡法测试超低渗储层的渗透率[J]. 王小琼,葛洪魁,陈海潮. 岩土力学. 2015(S2)
[7]高煤级煤储层成岩特征及其力学响应间关系研究[J]. 单钰铭,洪成云,尹帅,郑莲慧,杜月明. 矿物岩石. 2015(02)
[8]煤储层渗透率动态变化模型与模拟研究[J]. 朱启朋,桑树勋,刘世奇,舒姚. 西安科技大学学报. 2015(01)
[9]掘进巷道周围煤体渗透率演化过程数值模拟[J]. 郭龙,于师建,孙凯,黄琪嵩. 煤矿安全. 2015(01)
[10]含瓦斯煤岩流固耦合渗流数值模拟[J]. 杨小彬,陶振翔,蔡彬彬,卢艳丽. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2014(08)
博士论文
[1]煤层气储层孔裂隙多尺度渗透率预测和流固耦合模型[D]. 陈俊国.中国矿业大学 2016
[2]煤吸附/解吸变形特征及其影响因素研究[D]. 张遵国.重庆大学 2015
[3]多尺度裂隙煤体气固耦合行为及机制研究[D]. 胡少斌.中国矿业大学 2015
[4]裂隙含沙渗流模型与应用研究[D]. 宋良.中国矿业大学 2013
硕士论文
[1]煤体破坏程度对瓦斯吸附解吸的影响规律研究[D]. 姜琦.安徽理工大学 2017
[2]考虑吸附解吸的受载含瓦斯煤渗流规律与气固动态耦合模型研究[D]. 秦恒洁.河南理工大学 2014
[3]煤层气垂直井排采过程煤储层物性参数变化规律研究[D]. 张崇崇.河南理工大学 2014
[4]声波作用下煤层气吸附解吸特性研究[D]. 宋晓.重庆大学 2014
[5]非瓦斯燃烧区瓦斯爆炸有毒有害气传播规律的研究[D]. 解洪成.河南理工大学 2014
[6]采空区瓦斯与自燃灾害关联3D数值模拟研究[D]. 刘宇.辽宁工程技术大学 2014
[7]平顶山煤田煤储层特征研究[D]. 陈洪伟.安徽理工大学 2012
[8]基于Fluent的采空区流场与瓦斯分布规律研究[D]. 赵长波.山东科技大学 2011
[9]阳泉无烟煤对N2-CH4二元气体的吸附—解吸特性研究[D]. 于宝种.河南理工大学 2010
本文编号：3008349
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
充填煤岩裂隙模型
颗粒较小的煤粒，然后再将煤粒放入球磨机中磨出来颗粒更小的煤粉。期间需要注意球磨机工作的时间，如果太长，就会把煤粒磨的太小，不符合实验所需，施加太短的话，磨得的煤粒又太大，所以要正确把握时间。如图3.2所示所需实验机械设备。然后从球磨机中取出磨好的煤粉，在用所购置的筛网晒出所需颗粒大小的煤粉。（a）20-40 目煤粉 （b）60-80 目煤粉
（a）万能试验机 （b）模具图 3.3 制备煤样设备本实验采用的充填物：煤粉、方解石、高岭土、膨润土、方解石和方-高混合物，20~40 目的煤粉、60~80 目的煤粉和 100~120 目的煤粉，如图 3.4 所示。（a）方解石（1000 目） （b）高岭土（1250 目）
【参考文献】：
期刊论文
[1]压力脉冲法渗透率计算方法研究[J]. 赵世旭. 当代化工研究. 2017(06)
[2]等温条件下页岩储层视渗透率随压力变化规律研究[J]. 崔亚星,熊伟,胡志明,左罗,高树生. 天然气地球科学. 2017(04)
[3]基于扫描电镜-氮气吸脱附和压汞法的页岩孔隙结构研究[J]. 陈生蓉,帅琴,高强,田亚,徐生瑞,黄云杰. 岩矿测试. 2015(06)
[4]三轴条件下完整岩石Hoek-Brown强度准则的改进[J]. 李斌,许梦国,刘艳章,王平. 采矿与安全工程学报. 2015(06)
[5]樊庄区块煤层气排采数据分析与储层渗透率动态预测[J]. 陈亚西,杨延辉,刘大锰,姚艳斌,张航,闫涛滔. 煤炭科学技术. 2015(11)
[6]利用周期振荡法测试超低渗储层的渗透率[J]. 王小琼,葛洪魁,陈海潮. 岩土力学. 2015(S2)
[7]高煤级煤储层成岩特征及其力学响应间关系研究[J]. 单钰铭,洪成云,尹帅,郑莲慧,杜月明. 矿物岩石. 2015(02)
[8]煤储层渗透率动态变化模型与模拟研究[J]. 朱启朋,桑树勋,刘世奇,舒姚. 西安科技大学学报. 2015(01)
[9]掘进巷道周围煤体渗透率演化过程数值模拟[J]. 郭龙,于师建,孙凯,黄琪嵩. 煤矿安全. 2015(01)
[10]含瓦斯煤岩流固耦合渗流数值模拟[J]. 杨小彬,陶振翔,蔡彬彬,卢艳丽. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2014(08)
博士论文
[1]煤层气储层孔裂隙多尺度渗透率预测和流固耦合模型[D]. 陈俊国.中国矿业大学 2016
[2]煤吸附/解吸变形特征及其影响因素研究[D]. 张遵国.重庆大学 2015
[3]多尺度裂隙煤体气固耦合行为及机制研究[D]. 胡少斌.中国矿业大学 2015
[4]裂隙含沙渗流模型与应用研究[D]. 宋良.中国矿业大学 2013
硕士论文
[1]煤体破坏程度对瓦斯吸附解吸的影响规律研究[D]. 姜琦.安徽理工大学 2017
[2]考虑吸附解吸的受载含瓦斯煤渗流规律与气固动态耦合模型研究[D]. 秦恒洁.河南理工大学 2014
[3]煤层气垂直井排采过程煤储层物性参数变化规律研究[D]. 张崇崇.河南理工大学 2014
[4]声波作用下煤层气吸附解吸特性研究[D]. 宋晓.重庆大学 2014
[5]非瓦斯燃烧区瓦斯爆炸有毒有害气传播规律的研究[D]. 解洪成.河南理工大学 2014
[6]采空区瓦斯与自燃灾害关联3D数值模拟研究[D]. 刘宇.辽宁工程技术大学 2014
[7]平顶山煤田煤储层特征研究[D]. 陈洪伟.安徽理工大学 2012
[8]基于Fluent的采空区流场与瓦斯分布规律研究[D]. 赵长波.山东科技大学 2011
[9]阳泉无烟煤对N2-CH4二元气体的吸附—解吸特性研究[D]. 于宝种.河南理工大学 2010
本文编号：3008349
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