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超临界CO_2增透煤微观图像重构及三维数值模拟  
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【英文篇名】 Microscopic image reconstruction and three-dimensional numerical simulation of supercritical CO_2 permeability improvement coal
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【作者】 岳立新; 孙可明;
【英文作者】 YUE Lixin; SUN Keming; College of Mechanical Engineering; Liaoning Technical University; School of Mechanics & Engineering;
【作者单位】 辽宁工程技术大学机械学院; 辽宁工程技术大学力学与工程学院;
【文献出处】 中国安全生产科学技术 , Journal of Safety Science and Technology, 编辑部邮箱 2017年 01期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 超临界CO2; 非均质; 孔裂隙; 渗透性;
【英文关键词】 Supercritical CO2; nonhomogeneous; pore-fracture; permeability;
【摘要】 针对我国低渗透煤储层渗透性差的特点,以超临界CO_2作用后煤的微观成像为基础,构建三维实体模型;考虑煤的热损伤效应,孔隙流体流动及有效应力对渗透规律的影响,利用增透后煤微观孔隙率的变化定义损伤变量,推导出损伤函数关系式,建立超临界CO_2增透煤在温度-渗流-应力耦合作用下的力学模型,模拟超临界CO_2在低渗透煤层内部的渗流运移规律。结果表明:由于煤体各处煤基质和矿物的密度、弹性模量和热膨胀系数等物理参数的不同及其分布的随机性,超临界CO_2注入过程中应力场、温度场、渗流场均呈现明显的非均匀性;在一定压力和温度超临界CO_2注入过程中,煤体内部各处孔隙、裂隙的变形、开裂以及扩展等的不均一性,使得煤体各处的损伤量不同。在其他注入参数一定的条件下,增加CO_2的注入时间,有利于提高煤体的渗透性。
【英文摘要】 Aiming at the characteristic of poor permeability in the low permeability coal seam of China,based on the microscopic imaging of coal after the effect of supercritical CO_2,a three-dimensional reconstruction program was developed and a three-dimensional solid model was constructed by combining the image processing technology and the finite element method.Considering the influence on the permeability laws by the thermal damage effect of coal,the pore fluid flow and the effective stress,the damage variable wa...
【基金】 国家自然科学基金(51404135;51574137)
【更新日期】 2017-02-24
【分类号】 TD712.6
【正文快照】 数字出版日期:2017-01-130引言目前,我国95%以上的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层均属于低渗透煤层,且约53%的煤炭资源处于千米以下,随着开采深度的增加,煤层的渗透性愈加降低,因此,有效提高低渗透煤层的渗透性是瓦斯抽采的一个瓶颈。目前,众多学者利用煤对CO2的吸附能力比CH4高

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