液氮超低温作用引起煤体渗透率变化规律的实验研究
2021-06-18颜文学
中国矿业 2021年6期
程 波,颜文学,凌 南,舒 海
(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037;2.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400037)
我国是能源消费大国,2018年,我国煤炭占能源消费的比重为59.0%,天然气、水电、核电等清洁能源消费量占能源消费总量的22.1%。由此可见,在国家提倡能源供需格局深度调整的新形势下,煤炭仍是我国能源消费的主要构成。煤矿瓦斯(又称“煤层气”)是矿井安全生产的主要威胁之一[1],其主要成分为甲烷。为保障煤炭的安全绿色开采,我国提出“先抽后采”“先抽后建”的煤炭开采和煤矿瓦斯防治原则,使瓦斯抽采成为刚性需求,抽采瓦斯的开发利用也起到了非凡的效果。 2018年,我国天然气消费量突破2 800亿m3,进口天然气量超过1 200亿m3。作为全球第三大天然气消费国,我国在加大天然气进口量的同时,也在加快煤矿区煤层气开发利用的步伐。抽采瓦斯可以作为天然气的替代能源,其热值与天然气相当[2],但也是一种温室气体。因此,无论是对于建设生态文明矿区的要求,还是对于经济社会发展和能源安全保障的实际需要,我国对抽采瓦斯的利用都十分迫切。然而,由于我国诸多高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的地质条件复杂,且煤层渗透性较低,致使常规的技术工艺抽采瓦斯效率低,难以满足当前矿井安全高效的迫切需求。因此,研究适用于低透煤层的增渗技术,提高矿井瓦斯抽采量已成为目前国内外相关学者竞相追逐的热点[3-5]。
液氮致裂储层增渗技术起源于20世纪90年代,国外相关技术人员将液氮作为压裂液对页岩气储层进行增渗改造,并取得了很好的应用效果[6]。……
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