溫度、應力作用下非均質煤體蠕變—滲流規(guī)律研究
發(fā)布時間：2020-12-14 23:21
注熱開采煤層氣（瓦斯）,作為一種新興的增產煤層氣技術手段,由于其可行性比較高,已經受到國內外廣泛的關注。關于注熱開采煤層氣相關的研究已經比較多。但是在這些研究中,大多都把重點放在注熱促進煤體瓦斯解吸以及瓦斯?jié)B流等方面,而把含瓦斯煤體當成一個彈性體來進行計算,忽略了溫度與應力對于含瓦斯煤體蠕變的影響以及其滲透率的變化。在本文中,以不同溫度、應力作用下的含瓦斯煤體為研究對象,對于熱力耦合條件下、煤體蠕變過程中瓦斯的滲流規(guī)律進行研究。首先,建立了含瓦斯煤體的靜力平衡方程、考慮溫度影響的含瓦斯煤體三維蠕變方程及其滲流場方程,通過這幾個方程最終建立了含瓦斯煤體的蠕變-滲流數(shù)學模型。然后通過物理實驗,測得煤體的相關參數(shù);同時對于相關數(shù)據(jù)進行處理后,得到煤體相關力學參數(shù)與溫度有關的擬合函數(shù)（體積模量K1、K2和粘性系數(shù)η）。利用含瓦斯煤體的相關參數(shù),使用軟件針對含瓦斯煤體的蠕變變形過程和其滲透率的變化情況,進行數(shù)值模擬。同時還考慮了含瓦斯煤體的非均質性對于實驗結果的影響,利用軟件中的隨機函數(shù)rn1（x,y,z）,建立含瓦斯煤體隨機分布的彈性模量E和初始孔隙...
【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
006年美國主要煤層氣產區(qū)產量分布（億立方米）
太原理工大學碩士研究生學位論文始向美國地質調查局、天然氣研究所以及相關公司的研究部門提供了大約 4 億支持，用于煤層氣的基礎理論研究、創(chuàng)新技術的開發(fā)和煤層氣開采技術的推廣時，美國政府也出臺了相關法律鼓勵、支持非常規(guī)氣體和地滲透性氣藏的開發(fā)的二十多年期間，美國的煤層氣開采可以獲得高額的稅收補貼，商用煤層氣開貼后可以達到 20%的收益率，大大地刺激了商用煤層氣開采的發(fā)展。經過數(shù)十和美國國家政策激勵，美國的煤層氣產量迅速攀升，從 1989 年僅僅 25.7 億立 年美國的煤層氣產量增加到約為 338 億立方米，到 2008 年煤層氣年產量達到56.7 億立方米。這時，美國的煤層氣產業(yè)已經得到了長足的發(fā)展，在其能源產了重要地位[3]。
圖 1-3 中國陸域煤層氣資源分區(qū)示意圖Figure 1-3 Schematic diagram of China's land coalbed methane resources在我國華北地區(qū)，其煤層氣資源最為豐富，可以開采的資源量約為 5.07 萬億占比 40.6%； 我國的西北地區(qū)次之，可以開采的資源量約為 3.83 萬億立方米0.6%；我國的華南地區(qū)為第 3，可以開采資源量大約為 2.31 萬億立方米，占比 是我國的東北地區(qū)，該地區(qū)的便于開采資源量大約為 1.29 萬億立方米，占%;青藏地區(qū)的煤層氣資源由于地表條件差，還沒有被納入可開采煤層氣資源行我國煤層氣分布的地區(qū)和其存儲量大小，主要有以下幾個特征：1、東部和南礦中的煤層氣含量比較高，西部和北部地區(qū)的煤層氣含量較低。在華南煤礦均煤層氣含量大致在10-15 mt3，華北地區(qū)的平均煤層氣含量大多都在5-10 m地區(qū)的平均煤層氣含量為 4-6 mt3，西北地區(qū)的平均煤層氣含量更低。2、我滲透率波動范圍比較大，大致在 0-450×-15210 m:煤層滲透率小于 0.1×-1510 m
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國煤層氣資源量及分布[J]. 畢彩芹. 石油知識. 2018(02)
[2]中美煤層氣資源分布特征和開發(fā)現(xiàn)狀對比及啟示[J]. 李登華,高煖,劉卓亞,昝昕,鄭志紅,賈君,吳家萍. 煤炭科學技術. 2018(01)
[3]中國煤層氣產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 路玉林,王聯(lián)軍,王英超. 中國礦業(yè). 2017(S1)
[4]溫變條件下石灰?guī)r裂隙滲透特性實驗研究[J]. 盛金昌,張肖肖,賈春蘭,杜昀宸,周慶,詹美禮,羅玉龍,何淑媛. 巖石力學與工程學報. 2017(08)
[5]煤粒吸附瓦斯過程中的溫度變化研究[J]. 楊濤,聶百勝. 煤炭學報. 2015(S2)
[6]考慮溫度影響的花崗巖蠕變全過程本構模型研究[J]. 王春萍,陳亮,梁家瑋,劉健,劉月妙,劉建鋒,王駒,周宏偉. 巖土力學. 2014(09)
[7]高溫三軸應力下氣煤蠕變特征及本構模型[J]. 周長冰,萬志軍,張源,劉渝,張博. 煤炭學報. 2012(12)
[8]長期荷載作用下煤層滲透率演化規(guī)律的試驗分析[J]. 許江,葉桂兵,劉東,李波波,程明俊. 重慶大學學報. 2013(09)
[9]低滲透煤層氣注熱開采熱-流-固耦合數(shù)學模型及數(shù)值模擬[J]. 楊新樂,任常在,張永利,郭仁寧. 煤炭學報. 2013(06)
[10]兩種典型受載含瓦斯煤樣滲透特性的對比[J]. 魏建平,王登科,位樂. 煤炭學報. 2013(S1)
博士論文
[1]低滲透煤層煤層氣注熱增產機理的研究[D]. 楊新樂.遼寧工程技術大學 2009
碩士論文
[1]不同溫度、蠕變條件下的含瓦斯煤滲流規(guī)律研究[D]. 王司建.河南理工大學 2016
本文編號：2917193
【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
006年美國主要煤層氣產區(qū)產量分布（億立方米）
太原理工大學碩士研究生學位論文始向美國地質調查局、天然氣研究所以及相關公司的研究部門提供了大約 4 億支持，用于煤層氣的基礎理論研究、創(chuàng)新技術的開發(fā)和煤層氣開采技術的推廣時，美國政府也出臺了相關法律鼓勵、支持非常規(guī)氣體和地滲透性氣藏的開發(fā)的二十多年期間，美國的煤層氣開采可以獲得高額的稅收補貼，商用煤層氣開貼后可以達到 20%的收益率，大大地刺激了商用煤層氣開采的發(fā)展。經過數(shù)十和美國國家政策激勵，美國的煤層氣產量迅速攀升，從 1989 年僅僅 25.7 億立 年美國的煤層氣產量增加到約為 338 億立方米，到 2008 年煤層氣年產量達到56.7 億立方米。這時，美國的煤層氣產業(yè)已經得到了長足的發(fā)展，在其能源產了重要地位[3]。
圖 1-3 中國陸域煤層氣資源分區(qū)示意圖Figure 1-3 Schematic diagram of China's land coalbed methane resources在我國華北地區(qū)，其煤層氣資源最為豐富，可以開采的資源量約為 5.07 萬億占比 40.6%； 我國的西北地區(qū)次之，可以開采的資源量約為 3.83 萬億立方米0.6%；我國的華南地區(qū)為第 3，可以開采資源量大約為 2.31 萬億立方米，占比 是我國的東北地區(qū)，該地區(qū)的便于開采資源量大約為 1.29 萬億立方米，占%;青藏地區(qū)的煤層氣資源由于地表條件差，還沒有被納入可開采煤層氣資源行我國煤層氣分布的地區(qū)和其存儲量大小，主要有以下幾個特征：1、東部和南礦中的煤層氣含量比較高，西部和北部地區(qū)的煤層氣含量較低。在華南煤礦均煤層氣含量大致在10-15 mt3，華北地區(qū)的平均煤層氣含量大多都在5-10 m地區(qū)的平均煤層氣含量為 4-6 mt3，西北地區(qū)的平均煤層氣含量更低。2、我滲透率波動范圍比較大，大致在 0-450×-15210 m:煤層滲透率小于 0.1×-1510 m
【參考文獻】：
期刊論文
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[2]中美煤層氣資源分布特征和開發(fā)現(xiàn)狀對比及啟示[J]. 李登華,高煖,劉卓亞,昝昕,鄭志紅,賈君,吳家萍. 煤炭科學技術. 2018(01)
[3]中國煤層氣產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 路玉林,王聯(lián)軍,王英超. 中國礦業(yè). 2017(S1)
[4]溫變條件下石灰?guī)r裂隙滲透特性實驗研究[J]. 盛金昌,張肖肖,賈春蘭,杜昀宸,周慶,詹美禮,羅玉龍,何淑媛. 巖石力學與工程學報. 2017(08)
[5]煤粒吸附瓦斯過程中的溫度變化研究[J]. 楊濤,聶百勝. 煤炭學報. 2015(S2)
[6]考慮溫度影響的花崗巖蠕變全過程本構模型研究[J]. 王春萍,陳亮,梁家瑋,劉健,劉月妙,劉建鋒,王駒,周宏偉. 巖土力學. 2014(09)
[7]高溫三軸應力下氣煤蠕變特征及本構模型[J]. 周長冰,萬志軍,張源,劉渝,張博. 煤炭學報. 2012(12)
[8]長期荷載作用下煤層滲透率演化規(guī)律的試驗分析[J]. 許江,葉桂兵,劉東,李波波,程明俊. 重慶大學學報. 2013(09)
[9]低滲透煤層氣注熱開采熱-流-固耦合數(shù)學模型及數(shù)值模擬[J]. 楊新樂,任常在,張永利,郭仁寧. 煤炭學報. 2013(06)
[10]兩種典型受載含瓦斯煤樣滲透特性的對比[J]. 魏建平,王登科,位樂. 煤炭學報. 2013(S1)
博士論文
[1]低滲透煤層煤層氣注熱增產機理的研究[D]. 楊新樂.遼寧工程技術大學 2009
碩士論文
[1]不同溫度、蠕變條件下的含瓦斯煤滲流規(guī)律研究[D]. 王司建.河南理工大學 2016
本文編號：2917193
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