液态CO2驱替煤体CH4的渗流特性及机制分析

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0332

IR > 石油化工学院

	液态CO2驱替煤体CH4的渗流特性及机制分析
	李珍宝1 ; 王凤双1 ; 梁瑞1 ; 赵海章 1; 马吉昊 1; 魏高明 2
	2021-12-20
发表期刊	采矿与安全工程学报
ISSN	1673-3363
卷号	39 期号:06 页码:1-7
摘要	煤层瓦斯抽采效率低是造成高瓦斯及突出矿井采掘接续困难和瓦斯事故频发的重要原因。液态CO_(2)具有低温致裂增透和相变置换驱替促抽瓦斯效应，可有效提高煤层渗透性，促进吸附态CH_(4)解吸。采用研发的三轴多相CO_(2)促抽煤层CH_(4)平台，分析了不同温度下的煤体抽真空-CH_(4)吸附-CO_(2)驱替全过程应变、驱替浓度、流量及渗透率的变化，揭示了液态CO_(2)驱替煤层CH_(4)过程机制。结果表明：①在吸附CH_(4)及CO_(2)驱替阶段，煤体均表现为膨胀应变，各阶段应变分为快速膨胀和缓慢膨胀变形阶段。CO_(2)驱替阶段的应变量显著大于CH_(4)饱和吸附阶段的应变量，温度越低，应变差异性越大。②驱替过程不同驱替阶段的主导控制效应分别为裂隙游离CH_(4)驱赶、CH_(4)自解吸及CO_(2)-CH_(4)竞争吸附。驱替流量先快速增加，后缓慢降低并趋于稳定。③温度越低，煤体稳态渗透率越大，低温下煤基质收缩裂隙扩容和和热应力损伤增透效应远大于煤体吸附膨胀作用。④液态CO_(2)驱替CH_(4)过程的低温裂隙扩容与孔裂隙损伤发育效应，大于CO_(2)-CH_(4)竞争吸附膨胀作用，是改善煤层渗透性的关键。为提高注CO_(2)的经济性，在技术应用过程的不同驱替阶段应优化设计注入流量参数。
关键词	置换驱替瓦斯抽采膨胀变形驱替浓度渗透率
DOI	10.13545/j.cnki.jmse.2021.0332
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收录类别	北大核心 ; EI ; CSCD
语种	中文
资助项目	国家自然科学基金项目（51904138）;甘肃省自然科学基金项目（20JR10RA194）;兰州理工大学“红柳优青”计划项目（02-062001）
中图分类号	TD712.6
引用统计	无
文献类型	期刊论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/155977
专题	石油化工学院
通讯作者	王凤双
作者单位	1.兰州理工大学石油化工学院; 2.西安科技大学安全科学与工程学院
第一作者单位	石油化工学院
通讯作者单位	石油化工学院
第一作者的第一单位	石油化工学院
推荐引用方式 GB/T 7714	李珍宝,王凤双,梁瑞,等. 液态CO2驱替煤体CH4的渗流特性及机制分析[J]. 采矿与安全工程学报,2021,39(06):1-7.
APA	李珍宝,王凤双,梁瑞,赵海章,马吉昊,&魏高明.(2021).液态CO2驱替煤体CH4的渗流特性及机制分析.采矿与安全工程学报,39(06),1-7.
MLA	李珍宝,et al."液态CO2驱替煤体CH4的渗流特性及机制分析".采矿与安全工程学报 39.06(2021):1-7.

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液态CO2驱替煤体CH4的渗流特性及机制（1332KB）	期刊论文	出版稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载