添加表面活性剂注水驱替煤层瓦斯的实验研究

发布时间：2017-10-20 18:39

  本文关键词：添加表面活性剂注水驱替煤层瓦斯的实验研究

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【摘要】：在分析国内外注水驱气技术研究的基础上,基于自主研制的注水驱替煤层瓦斯实验装置,进行了注纯水和注表面活性剂溶液驱替煤样瓦斯实验,研究了煤样变质程度、注水压力、煤样瓦斯吸附平衡压力和注水介质对水驱替瓦斯的影响规律和机理。结合压汞实验测定煤样的孔隙分布特征和接触角测定仪测定水溶液的接触角和表面张力,探讨煤层孔隙结构和毛细管力之间的关系。通过实验室实验、理论分析以及现场试验,并结合毛细管力研究添加表面活性剂与注纯水在注水驱替瓦斯效果上的不同,系统揭示其影响机理。实验结果表明:水溶液中添加表面活性剂后能有效降低其表面张力,增加水溶液的渗透能力,在同等条件下对煤体瓦斯的驱替效果较纯水明显;随着注水压力的增加,水溶液渗透至煤样的临界尺度减小,能够有效驱替更小孔径的瓦斯;通过对注水前后煤样进行孔隙分布特征测定,发现注水有效扩展煤的孔隙结构,煤样的总孔容增加10.9%~14.5%。水溶液对瓦斯驱替机理体现在大孔径的驱赶、小孔径的毛细管力自吸驱替和微孔中的竞位吸附三个方面。
【关键词】：表面活性剂 注水 驱替瓦斯 孔隙结构
【学位授予单位】：华北科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD712
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-23
• 1.1 研究背景及意义17-18
• 1.2 国内外研究现状18-20
• 1.3 问题的提出20
• 1.4 主要研究内容、思路及研究路线20-23
• 2 实验装置的建立及实验方法23-31
• 2.1 实验装置的建立23-25
• 2.2 实验方法25-28
• 2.3 表面活性剂的选择28-31
• 3 三轴条件下注水驱替煤样瓦斯实验31-50
• 3.1 不同注水压力驱替瓦斯实验31-40
• 3.2 不同变质程度水驱瓦斯实验40-44
• 3.3 不同吸附平衡压力水驱瓦斯实验44-50
• 4. 注水驱替煤样瓦斯微观机理50-66
• 4.1 煤的结构特征50
• 4.2 注水前后对煤样孔隙特性的影响50-58
• 4.3 水驱替瓦斯微观分析58-60
• 4.4 水驱替瓦斯的机理分析60-64
• 4.5 注水过程中水锁效应64-66
• 5 现场注表面活性剂驱替实验66-72
• 5.1 试验地点概述66
• 5.2 现场注表面活性剂促抽瓦斯试验66-67
• 5.3 注表面活性剂促抽瓦斯试验结果及分析67-72
• 6 结论与展望72-74
• 参考文献74-78
• 作者简历78-80
• 学位论文数据集80

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本文编号：1068732