超臨界CO2在低滲透煤層滲流規(guī)律研究.pdf

1、　　我國煤層瓦斯儲量豐富,絕大多數(shù)煤層具有低壓、低滲、低飽和度的儲層特征,煤層瓦斯抽采率普遍低,為提高煤層瓦斯抽采率,利用超臨界 CO2的零表面張力、低粘度、強擴散和溶解能力以及對溫度和壓力改變敏感等特性來提高低滲透煤層的滲透性,為此進行了超臨界 CO2在低滲透煤層的滲流規(guī)律和超臨界 CO2作用前后煤層滲透性變化規(guī)律實驗研究,取得如下主要研究成果：
　　(1) 超臨界 CO2 的密度和動力粘度與溫度和孔隙壓力的變化規(guī)律滿足Pen

2、g-Robinson狀態(tài)方程：動力粘度隨溫度呈現(xiàn)負指數(shù)變化規(guī)律,隨孔隙壓力呈現(xiàn)正指數(shù)變化規(guī)律；密度隨溫度呈負指數(shù)規(guī)律,在非超臨界階段,密度隨孔隙壓力呈線性增大規(guī)律,在超臨界階段,密度與孔隙壓力呈現(xiàn)正指數(shù)規(guī)律；
　　(2) 利用 THM三場耦合滲流實驗裝置,通過改變煤樣的溫度、孔隙壓力和有效體積應力條件,完成了包括非超臨界狀態(tài)、過渡階段、超臨界狀態(tài)三種狀態(tài)在內(nèi)的CO2滲流規(guī)律實驗,揭示了煤樣的滲透率和滲透系數(shù)隨溫度、孔隙壓力、有效

3、體積應力的變化規(guī)律；
　　(3) 基于實驗結果和理論分析,得到了超臨界 CO2在低滲透煤層的非達西滲流規(guī)律,即流速V與壓力梯度?P變化規(guī)律呈現(xiàn)正指數(shù)關系 B PV ?Ae ? ( A,B均為大于0的常數(shù)),通過解析分析得到孔隙壓力的變化規(guī)律；
　　(4) 通過超臨界CO2作用前后的滲透率曲線比較,相同條件下的經(jīng)過超臨界CO2作用后的煤樣較原始煤樣滲透率明顯增大；
　　(5) 考慮滲透率與溫度、孔隙壓力和有效體積應