為探究煤層氣抽采過程中溫度與孔隙壓力對煤巖滲透特性變化的影響,以貴州黔北煤田原煤為研究對象,利用自主研發(fā)的出口端正壓三軸滲流裝置,通過控制進(jìn)出口氣體壓力分別設(shè)定3個不同壓差條件,開展不同溫度下改變孔隙壓力的滲流試驗(yàn)。在當(dāng)前典型的S&D模型基礎(chǔ)上結(jié)合溫度引起的吸附變形、熱膨脹和滑脫效應(yīng)的作用,新建考慮溫度和恒定外應(yīng)力條件下的滲透率模型。通過試驗(yàn)與模型對比驗(yàn)證其合理性,并對有無考慮滑脫效應(yīng)的滲透率計(jì)算值進(jìn)行了定量分析。結(jié)果表明:①滲流試驗(yàn)過程中,煤巖滲透率隨孔隙壓力升高而降低,其滲透率下降量受溫度升高影響呈現(xiàn)降低趨勢;孔隙壓力升高,煤巖滲透率受溫度影響的敏感程度逐漸降低。②在試驗(yàn)的各孔隙壓力點(diǎn)下,溫度升高使得煤巖滲透率降低;在各溫度狀態(tài)下,煤巖滲透率隨壓差增大呈現(xiàn)降低趨勢。③經(jīng)定量分析后發(fā)現(xiàn)修正模型較其他兩個模型更加符合試驗(yàn)結(jié)果,且修正模型的滑脫因子隨溫度升高而增大,從理論方面驗(yàn)證了模型的合理性。④考慮滑脫效應(yīng)的煤巖滲透率曲線比不考慮滑脫效應(yīng)的滲透率曲線更加符合試驗(yàn)結(jié)果。在不同溫度條件下,前者的滲透率計(jì)算值大于后者的計(jì)算值。隨孔隙壓力升高,滑脫效應(yīng)引起的滲透率變化量逐漸降低。 

【文章來源】：煤炭學(xué)報. 2020年02期 第626-632頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖2為不同壓差下煤巖滲透率與孔隙壓力變化關(guān)系。由圖2可看出,煤巖滲透率隨壓差增大而減小。這是由于壓差增大導(dǎo)致驅(qū)動瓦斯流動的動力增大,影響煤巖的吸附作用,造成煤巖滲透率降低。通過表1可看出,新建模型與試驗(yàn)滲透率值的平均絕對偏差比較小,證明模型曲線與試驗(yàn)結(jié)果具有較好的一致性。此外,在不同壓差下,隨著溫度的升高,滑脫因子B的值也逐漸升高。這主要是因?yàn)闇囟壬仙龑?dǎo)致瓦斯氣體分子活性增強(qiáng),分子平均自由程增大,滑脫效應(yīng)增強(qiáng)。3.2 模型對比

圖3為壓差為0.50 MPa時的模型對比圖,由圖3可看出:與LU模型和S&D模型相比,新建模型曲線與試驗(yàn)結(jié)果更為吻合,且能很好地反映不同壓差以及不同溫度下滲透率與孔隙壓力的指數(shù)函數(shù)關(guān)系。在考慮溫度作用和滑脫效應(yīng)在低孔隙壓力下的顯著性后,新建模型滲透率計(jì)算值更加接近試驗(yàn)點(diǎn)。因此,在相同的試驗(yàn)條件下,無論是在理論機(jī)理的適用性還是在對試驗(yàn)點(diǎn)的匹配上,均能體現(xiàn)出新建模型的合理性。3.3 滑脫效應(yīng)對煤巖滲透率的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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