气水两相流阶段煤基质收缩量预测方法
倪小明1
张崇崇2
王延斌3
王向浩3
1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作454000;瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地(河南理工大学),河南焦作4540002.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作4540003.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083
摘要：为了尽量避免实验室对煤中甲烷气体解吸时煤基质收缩量测试结果的局限性,综合考虑煤层气井排采时气、水两相流阶段煤储层中气、水产出时引起的煤基质压缩变形与解吸收缩,构建具有一定普适性的力学预测模型显得很有必要.基于有效应力、损伤等力学理论,结合煤储层孔隙结构特征,构建了有效应力压缩煤基质的压缩效应模型;根据吉布斯公式、Bangham理论和Langmuir方程,构建了气体解吸引起的煤基质收缩解吸效应模型;基于表面自由能和煤基质弹性能等能量理论、断裂力学理论,建立了压缩效应与解吸效应相互影响下煤基质收缩数理模型.以沁水盆地樊庄区块为实例对气、水两相流阶段的煤基质收缩量进行了计算.结果表明:对基质收缩量的贡献方面,压缩、解吸效应及2者相互影响的4种效应贡献能力处于同一数量级.其中解吸效应影响最大,解吸效应的收缩量计算结果与其他学者实验室的测试结果基本相符.所建煤基质收缩量数学模型能对不同储层地质条件下气、水两相流阶段煤基质收缩量做出较准确的预测.
关键词：两相流煤基质收缩量气体解吸有效应力
分类号：P618.11(矿床学)
资助基金：国家科技重大专项(2011ZX05034-005,2011ZX05042-03)河南省安全生产发展计划(H12-092)
论文发表日期：2014-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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