车禹恒

(1.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037； 2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037)

煤体微观孔隙空间结构如同煤体的DNA，控制着煤体的宏观物理性质，对煤层瓦斯的赋存状态和渗流特性起决定性作用，是揭示瓦斯微观渗流机制的基础。瓦斯微观渗流机制的研究对非常规油气资源开发、CO2地质封存和地下水文等工程研究具有深远意义[1]。然而，现阶段国内外关于瓦斯渗流机制的研究多集中于宏观尺度，鲜有基于微观尺度对瓦斯渗流机制进行研究[2]。随着X-ray μCT扫描技术的发展，煤体微观孔隙结构三维重建已成为该研究领域的热点。如何将三维重构模型用于数值模拟是研究煤体内部瓦斯渗流规律的难点之一，也是岩石力学和煤层瓦斯动力学领域的热点问题[3]。

吕兆兴[4]通过对包括孔隙和裂隙在内的双重多孔介质的三维逾渗数值计算，认为裂隙的存在能大大提高多孔介质逾渗概率；杨保华等[5-6]采用多场耦合有限元软件COMSOL和三维处理软件Avizo相结合的方法，对岩石堆浸散体孔隙内的溶液流速及压力的分布规律进行了研究分析，得到介质的水传导率；Bird等[8]对碳酸盐孔隙空间的电流流动进行了模拟，并计算出样品的渗透率及电气形成因子；刘向君等[8]对砂岩的绝对渗透率和弹性参数进行了模拟，并将模拟结果和实测参数进行比对分析从而验证了数值模拟的可靠性；王刚等[9-12]将编写的Matlab程序与逆向工程技术相结合对孔隙模型进行了优化处理，并导入ANSYS软件对煤层气的流动进行模拟，同时通过计算得到了煤层气的非达西渗流系数。……