煤粉运移与沉积对支撑裂缝渗透率动态影响规律

• 作者: 胡胜勇 郝勇鑫 陈云波 冯国瑞 李国富 张惜图
• 来源期刊: 煤炭学报
• 关键词: 煤粉 运移 沉积 渗透率 支撑裂缝
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 煤与煤系气地质与勘查
• 页码范围: 1288-1296
• 页数: 9页
• 分类号: P618.11
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2020.1306

摘要

煤粉沉积导致的支撑裂缝渗透率的伤害是影响煤层气排采效果的重要因素之一.基于毛细管束模型,结合Carman-Kozeny公式建立了考虑煤粉运移与沉积的支撑裂缝渗透率演化模型,并利用煤岩导流性能测试系统进行了不同条件下的煤粉侵入支撑裂缝实验,验证了模型的正确性,探讨了煤粉沉积特性对支撑裂缝内煤粉分布规律及渗透率时空演化的影响.研究结果表明:沿煤粉运移方向,支撑裂缝内沉积煤粉体积分数逐渐减小,大量煤粉沉积在裂缝入口端,导致裂缝入口端孔隙堵塞程度较大,裂缝内孔隙堵塞程度较小,支撑裂缝渗透率沿煤粉运移方向减小,且随着煤粉运移时间增加,支撑裂缝内悬浮煤粉质量浓度先快速上升到峰值,随后保持不变,沉积煤粉体积分数不断增大,支撑裂缝内孔隙的堵塞程度增大,支撑裂缝的渗透率不断减小.煤粉沉积系数与弥散系数是影响支撑裂缝内煤粉分布规律及渗透率的重要因素,且随着煤粉沉积系数增大,煤粉运移越困难,支撑裂缝入口端沉积煤粉量增大,运移至支撑裂缝内的煤粉量减小,支撑裂缝内悬浮煤粉质量浓度与沉积煤粉体积分数减小,煤粉占据孔隙体积变小,支撑裂缝渗透率增大;而煤粉弥散系数越大,煤粉越容易运移,运移至支撑裂缝内的煤粉量越大,支撑裂缝内悬浮煤粉质量浓度与沉积煤粉体积分数越大,煤粉占据孔隙体积越大,支撑裂缝渗透率越小.