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《双重孔隙介质热-流-固耦合渗透率co2-ecbm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、低渗透煤层气开采的热—流—固耦合作用机理及应用研究【摘要】我国煤层气资源储量丰富,但绝大部分储层具有“高储低渗”的特点,严重制约我国煤层气工业的发展。如何提高低渗透煤层的渗透率从而提高开采煤层气经济效益,是煤层气开采研究中的热点和难点。本文基于多孔介质弹性力学、渗流力学、热力学等理论,系统研究了温度影响下煤层中气体赋存运移变化规律,建立了包含煤层变形、气体扩散渗流、气体吸附以及温度效应的热-流-固多场耦合数学模型,并将模型应用到注热强化和注气驱替开采煤层气工程实践中,主要得到以下研究成果:(1)研究得到了气体吸附常数与温度之间的关系,建立
2、了温度与气体压力共同作用下的吸附方程。针对煤的裂隙-孔隙结构特征,建立了包含温度效应的双重孔隙渗透率动态变化方程。在此基础上分别建立了煤体变形控制方程、气体运移控制方程、温度场控制方程。联立上述方程得到了包含煤层变形、气体渗流、气体吸附以及温度效应的热-流-固多场耦合数学模型。(2)以煤层气开采为背景,利用COMSOLMultiphysics对热-流-固耦合数学模型进行了数值求解。结果表明:煤层的温度直接影响煤层气的产出速率,温度越高,煤层气开采效率越高;煤层地应力越大,其渗透率越低,煤层气开采效率越低;煤... 更多还原【Abstrac
3、t】Thestorageofcoalbedmethane(CBM)isrichinourcountry.Atpresent,thecharacteristicsof"abundanceCBMreservoirwithlowpermeability"hasrestrictedthedevelopmentofChineseCBMindustryalot.Therefore,aimingtoimprovetheeconomicbenefitsofCBMexploitation,improvingthepermeabilityofcoalbedb
4、ecomesanimportantanddifficulttopicforCBMexploitation.Accordingtotheoryofporousmediumelasticitymechanics,seepagemechanicsandthermodynamics,thisdissertationsyst... 更多还原【关键词】双重孔隙介质；热-流-固耦合；渗透率；CO2-ECBM；【Keywords】dualporositymedia；thermal-hydrological-mechanical(THM)coupling；
5、permeability；CO2-ECBM；摘要6-7Abstract7-8图清单16-22表清单22-23变量表23-241绪论24-421.1研究背景及意义24-261.2国内外研究现状26-391.3本文的研究内容及技术路线39-411.4本文的主要创新点41-422热-流-固耦合控制方程42-512.1煤的结构特征42-432.2煤对气体的吸附特征43-452.3热-流-固耦合控制方程45-492.4热-流-固控制方程耦合关系492.5本章小结49-513考虑温度作用的渗透率动态变化模型51-633.1渗透性的影响因素51-523
6、.2含温度效应的双孔渗透率模型52-573.3煤层气开采的热-流-固耦合数学模型57-623.4本章小结62-634煤层气开采热-流-固耦合模型数值求解63-944.1数值计算模型及方案63-664.2温度对煤层气开采的影响66-724.3地应力对煤层气开采的影响72-774.4煤层弹模对煤层气开采的影响77-824.5裂隙发育程度对煤层气开采的影响82-884.6弹性模量衰减率的对煤层气开采的影响88-934.7本章小结93-945热-流-固耦合模型在煤层气注热开采中的应用94-1045.1数值计算模型及方案94-965.2注热作用对气
7、体压力分布的影响96-995.3注热作用对煤层渗透率的影响99-1015.4注热作用对于煤层气产量的影响101-1025.5本章小结102-1046C0_2-ECBM的热-流-固耦合数学模型104-1176.1二元气体竞争吸附对渗透率的影响104-1076.2C0_2-ECBM热-流-固耦合数学模型107-1126.3C0_2-ECBM模型的验证112-1156.4本章小结115-1177C0_2-ECBM耦合数学模型的工程应用117-1477.1沁水盆地C0_2-ECBM工程背景及数值模型的建立117-1207.2注C0_2对煤层气增产
8、效果120-1307.3温度对C0_2-ECBM的影响130-1417.4注气压力对C0_2-ECBM的影响141-1457.5本章小结145-1478主要结论147-150参考文献
