煤层注氮模拟实验中的置换-驱替效应及其转化机制分析

发布时间：2017-09-08 00:25

  本文关键词：煤层注氮模拟实验中的置换-驱替效应及其转化机制分析

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【摘要】：为了研究注N_2促排煤层瓦斯过程中驱替和置换效应及其主导作用,利用自研的煤层注气实验装置,进行了单轴应力、分层预压成型条件下煤层注N_2促排瓦斯的模拟实验。实验结果表明:驱替和置换效应始终贯穿整个注气过程,共同作用将煤体中瓦斯排出。在注气初期14 min内,置换解吸效应起主导作用,注入的N_2由于被吸附或充填于煤层孔裂隙等自由空间而被全部滞留煤中,表现为出口并无N_2排出,而煤体中的CH_4则大量解吸排出。在14~200 min注气实验时间内,置换作用的主导地位将逐渐丧失,开始进入置换作用减弱和驱替作用增强的转换阶段;在注气时间大于400 min的后期,处于置换和驱替相互作用、彼此平衡的时期,但置驱总效率处于较低水平。根据注气400 min(6.67 h)后注气促排效率较低的实验结果,建议井下煤层注气时间控制在8 h工作制的一个小班以内为宜。
【作者单位】： 河南理工大学安全科学与工程学院;河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地;东北大学资源与土木工程学院;
【关键词】： 煤层注氮气 置换效应 驱替效应 主导作用 转化机制
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51174081) 河南理工大学博士基金资助项目(B2012-089)
【分类号】：TD712.6
【正文快照】： 注气驱替煤层瓦斯技术是从石油、煤层气开发领域的水驱油(气)、气驱油(气)技术发展而来的。20世纪末,美国在圣胡安盆地将CO2注入煤层提高煤层气采收率(CO2-ECBM)并取得成功[1],就此拉开了煤层气开采领域内的煤层注气驱替甲烷技术应用序幕。此后日本、波兰、加拿大和中国等国家

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本文编号：810796