低透气性煤储层液氮循环冻融煤体孔隙演化规律——毕业论文

《低透气性煤储层液氮循环冻融煤体孔隙演化规律——毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、目录低透气性煤储层液氮循环冻融煤体孔隙演化规律1基于CFD的采空区瓦斯抽采下注氮防灭火设计15低氧浓度条件下煤氧化燃烧过程的热力学特性31砂蜡材料声发射响应规律及裂隙演化特征研究43不同受限距离对薄型PMMA竖向火蔓延的影响56单轴压缩过程中煤体电阻率变化各向异性实验研究65煤尘爆炸固态残留物的微观特征研究71综放采空区注氮条件下氧化自燃带数值模拟研究79发火初期煤田火区地电场特征86冻融循环对煤体损伤特性实验研究92煤低温氧化过程中羧基反应路径的量子化学计算研究102基于FLUENT模拟的工作面瓦斯抽采方式及优化布置112钻孔围岩破碎区内气固两相流封堵试验研究

2、124高瓦斯综采面采空区立体抽采瓦斯下的注氮防灭火模拟133邻近隧道爆破对既有隧道安全影响数值分析146掘进过程中声发射瓦斯耦合规律研究153含瓦斯煤受载损伤演化声发射特性实验研究159液压支架立柱外缸开裂失效分析164低透气性煤储层液氮循环冻融煤体孔隙演化规律秦雷摘要：煤层气抽采是消除矿井瓦斯灾害、减少温室气体排放和减缓能源短缺的必要措施。由于煤层的低渗透性，实施有效的煤层增透手段尤为重要。基于此，本研究提出一种煤储层液氮循环冻融提高煤层渗透率方法。采用低场核磁共振技术（NMR）对液氮冻融煤样进行T2谱图、孔隙类型分类、孔隙演化和孔隙度观测研究。研究发现，随着

3、冻融时间的增加，煤体中各尺寸孔隙逐渐发育，出现更多新尺寸的小孔隙和大裂隙，微小孔隙逐渐发展连通为较大尺寸裂隙，煤体孔隙复杂性和连通性增强；吸附孔、渗流孔和全孔的孔隙数量增长率均与液氮冻结时间正相关。有效孔隙度与液氮冻结时间正相关，残余孔隙度与液氮冻结时间负相关。表明随着冻融时间的增加，煤体的束缚流体空间比例减少，自由流体空间比例增加。电镜结果显示，煤体中最大裂隙宽度由冻结1min的5.56μm扩展到冻结60min的100μm，电镜扫描图片的可视化结果和NMR定量分析结果具有一致性规律。根据研究结果，本文提出一种循环注液氮冻融致裂煤体抽采煤层气实施方案。关键词：液

4、氮；冻融；致裂；NMR；孔隙；煤层气中图分类号：TD984文献标识码：ATheevolutionlawoftheporesinthecoalcircularlyfrozen-thawedbyliquidnitrogeninthecoalreservoirwithlowpermeabilityAbstract:Coalbedmethane(CBM)extractionisanessentialprocedureforminimizingcoalminegasdisasters.CBMextractionalsoreducesgreenhousegaspolluti

5、onandmitigatesenergyresourceshortages.Effectivereservoirstimulationisparticularlycrucialbecausecoalhaslowpermeability.Forthesereasons,anewmethodforenhancingcoalporosityandpermeabilityusingfreeze-thawcyclingusingliquidnitrogen(LN2)wasproposed.Evolutionoffracturesandporosityincoalafter

6、freeze-thawusingLN2wereevaluatedusingnuclearmagneticresonance(NMR).Afterusingfreeze-thawoncoal,poresizeswereincreasedandadditionalporesandfissureweregenerated.ThegrowthrateoftheporescorrelatedpositivelywithLN2freezingtime.Effectiveporosityhadapositivecorrelationwithfreezingtimebutthe

7、correlationforresidualporositywasnegative.Thismeansthevolumeofboundfluidinthecoaldecreasedwhiletheamountoffreefluidincreased.Scanningelectronmicrographsresultsindicatedthatthemaximumfracturewidthinthecoalsamplesgrewfrom5.56μmataTfreezing=1minto100μmforTfreezing=60 min,whichmatchedwit

8、htheNMRresul