注气过程中煤层裂纹扩展速度研究

煤层中通常会通过注N2、CO2 提高煤层气采收率或实现CO2 埋存,注入的气体将使煤层中裂纹发生扩展,诱发煤层失稳.以宁武盆地9 号煤层为研究对象,开展等温吸附实验定量研究了煤岩对N2、CO2 的吸附量,并开展三轴压缩力学实验定量研究了N2、CO2 吸附对煤岩力学强度的影响;分析了煤岩中裂纹扩展机理,根据断裂力学理论推导出含气煤岩中的裂纹扩展速度方程,并根据方程计算出注不同气体时煤岩中的裂纹扩展速度.研究表明,在相同平衡压力下,煤岩对CO2 的吸附量是CH4 的6 倍;煤岩饱和CO2 后的力学强度明显低于饱和N2 的力学强度;煤层注CO2 比注N2 引起的裂纹扩展速度更大,并且注气压力越高扩展...

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Published in石油钻采工艺 Vol. 37; no. 3; pp. 80 - 83
Main Author 陈德飞 康毅力 孟祥娟
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610500%西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都,610500%中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院,新疆库尔勒,841000 2015
中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院，新疆库尔勒 841000
Subjects
岩石力学
气体吸附
煤岩
稳定性
裂纹扩展
gas adsorption
裂纹扩展
crack propagation
rock mechanics
稳定性
coal rock
煤岩
气体吸附
岩石力学
stability
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ISSN1000-7393
DOI10.13639/j.odpt.2015.03.018

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Summary:煤层中通常会通过注N2、CO2 提高煤层气采收率或实现CO2 埋存,注入的气体将使煤层中裂纹发生扩展,诱发煤层失稳.以宁武盆地9 号煤层为研究对象,开展等温吸附实验定量研究了煤岩对N2、CO2 的吸附量,并开展三轴压缩力学实验定量研究了N2、CO2 吸附对煤岩力学强度的影响;分析了煤岩中裂纹扩展机理,根据断裂力学理论推导出含气煤岩中的裂纹扩展速度方程,并根据方程计算出注不同气体时煤岩中的裂纹扩展速度.研究表明,在相同平衡压力下,煤岩对CO2 的吸附量是CH4 的6 倍;煤岩饱和CO2 后的力学强度明显低于饱和N2 的力学强度;煤层注CO2 比注N2 引起的裂纹扩展速度更大,并且注气压力越高扩展速度越大.该理论成果能够为优化注气的比例及注气压力提供理论指导,并且对防止煤层失稳,保障顺利注气具有重要意义.
Bibliography:13-1072/TE
ISSN:1000-7393
DOI:10.13639/j.odpt.2015.03.018