煤岩吸水率对声波速度各向异性影响的实验研究

发布时间：2018-06-25 08:32

本文选题：吸水率 + 各向异性　；参考：《石油地球物理勘探》2017年05期

【摘要】：在煤岩超声波响应规律研究中,较少地考虑煤岩吸水率及各向异性对纵、横波速度的影响,这些问题对煤岩物性超声测试具有重要意义。为此,选取平煤八矿己_(16-17)煤层煤样,制备垂直层理(Z方向)、平行层理垂直面割理(Y方向)和平行层理垂直端割理(X方向)三类煤样,进行煤岩吸水和超声测试。实验结果表明:(1)在X、Y、Z方向,同一煤层在相同条件下吸附水的能力存在明显的各向异性,其中Y方向自然吸水率大于X、Z方向。(2)煤样超声响应具有明显的各向异性特征,其中Z方向的波速最大,Y方向的波速最小。(3)随着煤样自然吸水率的不断增加,纵波速度明显呈近似指数变化的非线性增长,在煤柱含水饱和度较小(低于60%)时,纵波速度随含水饱和度变化幅度较小;在含水饱和度大于60%(对应X、Y、Z方向的自然吸水率分别为1.3%、2.65%、0.72%)时,纵波速度增幅明显变大。(4)随着煤样自然吸水率的不断增加,横波速度也不断增大,但横波速度变化幅度远小于纵波速度;煤样纵、横波速度比随吸水率的增加基本呈先减小、后增大的现象。(5)分别利用空间平均模型和时间平均模型分析了孔隙流体对煤体超声波参数的影响,其中纵波对于煤体孔隙流体十分敏感,孔隙流体对横波速度几乎没有影响,可以利用这一性质探测煤岩中流体的存在和运动。
[Abstract]:In the study of ultrasonic response of coal and rock, the influence of water absorption and anisotropy of coal and rock on longitudinal and shear wave velocities is less considered. These problems are of great significance for ultrasonic measurement of coal and rock physical properties. For this reason, three kinds of coal samples, vertical bedding (Z direction), parallel bedding vertical plane cleat (Y direction) and parallel bedding vertical end cleat (X direction), are selected from coal seam of No. 8 Coal Mine, and the water absorption and ultrasonic testing of coal and rock are carried out. The experimental results show that: (1) there is obvious anisotropy in the ability of absorbing water in the same coal seam under the same conditions, and the natural water absorption rate in the Y direction is greater than that in the XG Z direction. (2) the ultrasonic response of coal samples has obvious anisotropic characteristics. The maximum wave velocity in Z direction is the minimum in Y direction. (3) with the increasing of natural water absorption rate of coal sample, the longitudinal wave velocity increases exponentially, and when the water saturation of coal pillar is lower (less than 60%), When the water saturation is greater than 60% (the natural water absorption rate corresponding to the direction of Xanya Z is 1.30.65%), the increase of P-wave velocity is obviously larger. (4) with the increase of the natural water absorption rate of coal samples, The shear wave velocity also increases continuously, but the variation amplitude of the shear wave velocity is much smaller than that of the longitudinal wave velocity, and the ratio of the shear wave velocity to the coal sample decreases firstly with the increase of the water absorption rate. (5) the influence of pore fluid on the ultrasonic parameters of coal body is analyzed by using space average model and time average model respectively, in which the longitudinal wave is very sensitive to the pore fluid of coal body, and the pore fluid has little effect on the shear wave velocity. This property can be used to detect the presence and movement of fluids in coal and rock.
【作者单位】：河南理工大学土木工程学院;河南理工大学安全科学与工程学院;
【基金】：国家科技重大专项“全国重点煤矿区瓦斯(煤层气)赋存规律和控制因素”(2011ZX05040-005) 河南省科技攻关计划项目“煤体吸附膨胀变形各向异性特性实验研究”(162102310427)联合资助
【分类号】：P618.11;P631.5

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 赵宇;张玉贵;周俊义;;单轴加载条件下煤岩超声各向异性特征实验[J];物探与化探;2017年02期

2 谢剑勇;魏建新;狄帮让;栾鑫元;;页岩各向异性参数间关系及其影响因素分析[J];石油地球物理勘探;2015年06期

3 徐晓炼;张茹;戴峰;于斌;高明忠;张艳飞;;煤岩特性对超声波速影响的试验研究[J];煤炭学报;2015年04期

4 赖生华;梁全胜;曾洪流;李鹏飞;;煤层对砂岩地震反射特征的影响及其地震岩性学意义——以鄂尔多斯盆地山2段为例[J];石油地球物理勘探;2015年01期

5 邓华锋;原先凡;李建林;何明;罗骞;朱敏;;饱水度对砂岩纵波波速及强度影响的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2013年08期

6 李琼;何建军;李春旭;曹均;;沁水盆地煤层气储层纵波、横波速度与地层压力关系研究[J];物探化探计算技术;2013年04期

7 成林;王峗;张玉贵;赵海珍;;煤岩声波特征研究现状及展望[J];地球物理学进展;2013年01期

8 刘向君;王森;刘洪;朱洪林;陈乔;龙瀛;;碳酸盐岩含气饱和度对超声波衰减特性影响的研究[J];石油地球物理勘探;2012年06期

9 魏建新;狄帮让;;岩石柱塞样品超声横波速度测试精度分析[J];石油地球物理勘探;2012年06期

10 王峗;许小凯;张玉贵;;六种不同变质程度煤的纵横波速度特征及其与密度的关系[J];地球物理学报;2012年11期

【共引文献】

相关期刊论文前10条

1 金成志;秦月霜;;利用长、短旋回波形分析法去除地震强屏蔽[J];石油地球物理勘探;2017年05期

2 赵宇;张玉贵;于弘奕;;煤岩吸水率对声波速度各向异性影响的实验研究[J];石油地球物理勘探;2017年05期

3 李杰;莫连红;孙振炎;位乐;常虎强;;煤岩超声波传播特性研究综述[J];内蒙古煤炭经济;2017年19期

4 冯磊;张玉贵;张豪;董郑;;构造煤槽波地震探测可行性分析[J];采矿与安全工程学报;2017年05期

5 童继强;杨德义;李志军;任华育;王增玉;;构造煤物性参数测试的研究进展[J];地球物理学进展;2017年04期

6 曾葫;吕玉增;汤小明;邹冠贵;;寺河矿区煤岩纵横波速度及密度的关系[J];煤炭技术;2017年08期

7 陈超;楼章华;金爱民;;饱和水与干燥碳酸盐岩声波各向异性研究[J];岩性油气藏;2017年04期

8 刘俊;杨胜强;汤宗情;刘辉;;高瓦斯易自燃煤体低温氧化过程中裂隙发育规律[J];煤矿安全;2017年07期

9 王永炜;李荣西;赖生华;;基于地震信息的沉积体系平面分布特征研究——以鄂尔多斯盆地延长探区高家河三维区本溪组下部沉积体系为例[J];天然气地球科学;2017年06期

10 李楠;张新;王达轩;赵星智;李松;;煤样吸水全过程纵波波速变化规律及波形特征实验研究[J];岩石力学与工程学报;2017年08期

【二级参考文献】

相关期刊论文前10条

1 吴基文;沈书豪;翟晓荣;魏大勇;张平松;韩云春;;煤层底板注浆加固效果波速探查与评价[J];物探与化探;2014年06期

2 潘荣锟;程远平;董骏;陈海栋;;不同加卸载下层理裂隙煤体的渗透特性研究[J];煤炭学报;2014年03期

3 邓华锋;原先凡;李建林;何明;罗骞;朱敏;;饱水度对砂岩纵波波速及强度影响的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2013年08期

4 李琼;何建军;李春旭;曹均;;沁水盆地煤层气储层纵波、横波速度与地层压力关系研究[J];物探化探计算技术;2013年04期

5 王峗;许小凯;张玉贵;;六种不同变质程度煤的纵横波速度特征及其与密度的关系[J];地球物理学报;2012年11期

6 李磊;王英民;徐强;李冬;;南海北部白云凹陷21Ma深水重力流沉积体系[J];石油学报;2012年05期

7 黄文锋;姚逢昌;李宏兵;;薄互层调谐规律研究与净厚度估算[J];石油地球物理勘探;2012年04期

8 刘媛媛;王峗;张美根;;关于“气煤弹性各向异性系数实验测试”一文的讨论[J];地球物理学进展;2012年04期

9 陈乔;刘向君;梁利喜;王森;杨超;;裂缝模型声波衰减系数的数值模拟[J];地球物理学报;2012年06期

10 周枫;;裂隙对煤岩超声波速度影响的实验——以沁水盆地石炭系煤层为例[J];煤田地质与勘探;2012年02期

【相似文献】

相关期刊论文前10条

1 刘文超;赵成斌;孙振国;;横波速度测量及应用研究[J];物探化探计算技术;1993年02期

2 张达敏,石瑞平;探索横波地震的理论误区[J];工程地球物理学报;2005年02期

3 马中高;解吉高;;岩石的纵、横波速度与密度的规律研究[J];地球物理学进展;2005年04期

4 郭栋;王兴谋;印兴耀;吴国忱;;横波速度计算方法与应用[J];油气地球物理;2007年03期

5 王建强;张丽君;;利用横波时差计算孔隙度的方法研究[J];石油天然气学报;2007年06期

6 孙福利;杨长春;麻三怀;李波涛;;横波速度预测方法[J];地球物理学进展;2008年02期

7 王宇峰;;横波速度预测方法研究[J];内蒙古石油化工;2009年06期

8 周中彪;;基于岩石物理模型的测井约束横波速度计算方法研究[J];物探化探计算技术;2010年05期

9 李琳;马劲风;张宪旭;;孔隙裂隙型砂岩横波速度预测方法[J];地球物理学进展;2010年03期

10 侯波;陈小宏;张孝珍;梁东海;;基于近似流体替代的快速无迭代横波速度预测方法[J];科技导报;2011年31期