煤层瓦斯抽采过程中渗透率反弹与恢复分析对二氧化碳储存能力评价的意义

liangwei2020

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煤的渗透率反弹和回采严重影响煤层气的抽采效率和煤层的CO2储存能力，但目前对其理论研究还不够。此外，随着各种影响因素的变化，煤的渗透率回弹和回采压力的演化规律仍存在模糊性。本文首先研究了有效应力（考虑工程应变和自然应变）和吸附膨胀（考虑基体桥）对裂隙孔径的影响，然后采用二者的竞争机制建立了新的裂隙孔径演化模型。同时，利用经典三次定律建立了裂隙孔径变化与渗透率之间的关系，在此基础上结合合理的假设，建立了煤体渗透率的演化模型，得到了影响渗透率回弹和采出压力的因素。详细分析了在主要因素影响下，煤的渗透率反弹和恢复的演化规律。具体而言，当初始煤储层压力大于其转换阈值时，渗透率反弹并恢复。初始压力越大，从初始值到回弹值的数值范围越大，煤割理压缩性的影响也越大。然而，只有当内部膨胀系数小于其开关阈值时，渗透率才会反弹并恢复。此外，CO2储存和煤层气开采对渗透率演化的影响机理是一致的，而渗透率的变化规律，特别是回弹和采收率的变化规律，对CO2储存能力的影响很大。因此，从宏观上探讨了不同渗透率演化规律对CO2储存能力的影响，为合理评价CO2储存能力提供了指导。