微波作用下煤层气解吸渗流规律的实验研究
本文选题:微波 切入点:温度 出处:《辽宁工程技术大学》2015年硕士论文
【摘要】:热力开采煤层气是普遍被认同的煤层气资源的实际开采方法,但是微波加热技术应用于煤层气的开采目前还属于新的研究领域。从煤体加热实验中可以看出,在微波作用下,煤体的温度增长迅速,既减少了其它加热方式的能源消耗,又明显的提高了实验效率。基于热力学、岩石力学、渗流力学等多学科的基础理论,采用室内实验方式,对微波作用下含瓦斯煤体的解吸渗流规律进行了实验研究。通过实验可以得到:在同一温度、相同轴围压条件下,煤样渗透率随孔隙压力的增加而先减小后增大,随有效应力的增加而先减小后增大;在相同轴围压条件下,在低有效应力区域,煤样的渗透率随温度的升高而增大,在高有效应力区域,煤样的渗透率随温度的升高而减小。在同一温度、相同轴围压条件下,煤样的渗流量随孔隙压力增加而增加。在同一轴围压、相同孔隙压条件下,煤样的渗流量随温度的增加而增加,但是当温度增加到一定值时,煤样渗流量的增加幅度减小。最后,将实验数据与电加热实验数据进行对比,结果显示微波作用下,不仅煤体升温快,而且煤体渗流量也得到提高。在实验的基础上详细的研究了微波作用对煤层气渗透及其解吸规律的影响。从得出的结论可以看出,在常温吸附,微波加加热解吸的过程中,煤层气的渗流量随温度的升高明显增大,渗透率在低有效应力区域随温度的升高而增大,我们可以考虑将其应用在低渗透煤层煤层气的开采中去,开采时应采取先降低有效应力再开采的方式,这将有利于煤层气的产出。
[Abstract]:Thermal exploitation of coalbed methane is generally accepted as a practical method for the exploitation of CBM resources, but microwave heating is still a new research field in the exploitation of CBM. From the experiment of coal body heating, it can be seen that under the action of microwave, The temperature of coal body increases rapidly, which not only reduces the energy consumption of other heating methods, but also improves the experimental efficiency obviously. Based on the basic theories of thermodynamics, rock mechanics, seepage mechanics and so on, laboratory experiments are adopted. The desorption and percolation law of gas-bearing coal under microwave irradiation is studied experimentally. It can be concluded that under the same temperature and the same axial confining pressure, the permeability of coal sample decreases first and then increases with the increase of pore pressure. Under the same axial confining pressure, in the low effective stress region, the permeability of coal sample increases with the increase of temperature, and in the high effective stress region, The permeability of coal sample decreases with the increase of temperature. Under the same temperature and the same axial confining pressure, the flow rate of coal sample increases with the increase of pore pressure. Under the same axial confining pressure and the same pore pressure, the permeability of coal sample increases with the increase of pore pressure. The seepage flow rate of coal sample increases with the increase of temperature, but when the temperature increases to a certain value, the increase of seepage flow rate of coal sample decreases. Finally, the experimental data are compared with the experimental data of electric heating, and the results show that under the action of microwave, The influence of microwave on the permeability and desorption of coalbed methane is studied in detail on the basis of experiments. From the conclusion, it can be seen that adsorption at room temperature, In the process of microwave heating and desorption, the flow rate of coalbed methane increases obviously with the increase of temperature, and the permeability increases with the increase of temperature in the low effective stress region. We can consider applying it to the exploitation of coalbed methane in low permeability coal seam. In mining, the effective stress should be reduced first and then mined, which will benefit the production of coalbed methane.
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE37
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