三轴加载煤体品质因子与孔隙率实验

发布时间：2021-01-11 17:43

　　煤的孔隙率是表征煤储层瓦斯富集程度的重要指标,对煤层气资源的开发至关重要。为了提高煤层气的开采和利用,且更好地研究煤储层的孔隙率。采用河南焦作古汉山矿原煤标准煤样,将煤样加工为平行于面割理、垂直于面割理和垂直于层理共3个方向,采用河南理工大学瓦斯地质研究所自制煤储层压裂模拟及物性特征实验系统,对每组煤样同步进行超声波特征和应力—应变测试实验,将所测得的品质因子、孔隙率和轴压进行两两拟合,并对其结果进行讨论。结果表明:在保持围压不变的情况下,煤样的孔隙率随轴压的增大呈线性趋势减小,并且不同方向的孔隙率压力影响系数表现出明显的各向异性;超声波在煤样中传播时,品质因子随轴压的增大而增大,且能量衰减有明显的层理效应;随着加载过程中轴压的增大,品质因子与孔隙率满足较好的线性关系,为利用纵波品质因子预测煤层的孔隙率提供了有效依据。 

【文章来源】：天然气地球科学. 2020,31(08)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

煤体割理系统[17]

经过钻取后的煤块[17]

式中：A为归一化后的孔隙度的压力影响系数，A=A′/φ0,MPa-1。如下图3(a）所示是对围压为1 MPa下的X、Y、Z 3个方向孔隙率随轴压的变化进行的线性拟合的结果，R2为相关系数，可以看出孔隙率随轴压的增大表现出很好的线性下降趋势；图3(b）是围压为3 MPa、5 MPa、7 MPa时的X、Y、Z 3个方向孔隙率随轴压的变化情况。式（4）可以表示孔隙度随轴压的变化规律。将3种围压条件下煤样各个方向的孔隙率随轴压的变化按式（4）进行拟合，结果见表2。从表2中的数据可以看出，相同围压、不同方向的孔隙率压力影响系数A表现出明显的各向异性，围压相同的一组煤样的X、Y、Z 3个方向中，Z方向的孔隙率压力影响系数A远大于X、Y 2个方向，原因在于Z为垂直于煤样层理的方向，煤样在该方向的孔、裂隙明显多于其余2个方向，当对煤样施加一定压力时，Z方向的孔、裂隙便表现出更明显的闭合趋势。对于X、Y 2个方向而言，均为平行于层理方向，而面割理比端割理表现出更好的连续性，故Y方向的孔隙率压力影响系数A略高于X方向。3 品质因子随压力的变化规律

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2971210