刘永茜,张 浪,李浩荡,邓志刚

(1.煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京 100013;2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院),北京 100013;3.神华集团有限责任公司煤炭生产部,北京 100011)

含水率对煤层气渗流的影响

刘永茜1,2,张 浪1,2,李浩荡3,邓志刚1,2

(1.煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京 100013;2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院),北京 100013;3.神华集团有限责任公司煤炭生产部,北京 100011)

煤的含水率影响煤层气的赋存状态和运移能力。结合基质吸附变形理论,分析了煤层中水分存在对基质力学性质的影响规律,探讨了含水率对煤层裂隙变形及煤层气运移的控制作用;采用含水率分别为0.112%,0.498%和0.785%的原煤进行煤层气渗流实验,研究发现,增压过程中随有效应力增加煤层气渗流速度呈非线性递减,二者满足二次函数关系;煤层含水率大小决定该函数的应力敏感区位置和最小渗流速度;随着煤的含水率增加,煤层气渗流速度变化的应力敏感点逐步降低(分别为5.48,5.17和4.78 MPa)。

含水率;渗流速度;有效应力;煤层气

早在20世纪20年代,前苏联学者卡佳霍夫已经开始关注含水率差异对岩石渗透率影响[1],而煤层渗透率与含水率关系的实验研究起步较晚,且大多基于常规油气渗流实验研究。油气工程开发过程中,学者们关于流体渗流能力的研究大都基于压力梯度假设[2],分析特定储层压力和渗透率条件下流体的渗流规律,而含水煤体的气体渗流研究涉及到更复杂的耦合作用。……