裂隙中煤粉运移及解堵可视化物理模拟实验

• Published in: 煤炭学报 Vol. 49; no. 3; pp. 1488 - 1500
• Main Authors: 魏迎春, 张琦, 刘子亮, 李彪, 谢天成, 任金伟, 王安民, 曹代勇
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,北京 100083%中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083 01.03.2024; 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083
• Subjects: 煤粉运移; coalbed methane; 物理模拟实验; visualization; 煤层气; 可视化; physical simulation ex-periment; coal fines migration; 煤粉解堵; coal fines blockage removal
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.0617

P618.11; 煤粉在煤储层裂隙中沉积会降低裂隙导流能力,制约煤层气井高效稳产开发.设计了裂隙中煤粉运移及解堵可视化物理模拟实验方案,通过裂隙中煤粉运移可视化物理模拟实验,分析了裂隙不同位置煤粉颗粒沉积面积的变化和沉积形态特征,揭示了煤粉运移、沉积的动态规律;通过裂隙中煤粉解堵可视化物理模拟实验,分析了解堵时间和流速对裂隙中沉积煤粉解堵面积的影响,揭示了煤粉启动、解堵的动态规律.实验结果表明:煤粉颗粒在裂隙不同方向和位置聚集状态不同,裂隙喉道由入口向垂直主运移方向的两端及主运移方向煤粉颗粒沉积面积逐渐减少,支路通道沿主运移方向煤粉颗粒沉积面积逐渐增加.裂隙喉道、支路通道和主路通道处煤粉沉积的形态分别呈鹰嘴状、层状和流线型,其原因是裂隙不同位置对含煤粉流体的阻力不同,导致煤粉在不同位置的沉积形态不同.在相同流速下,随解堵时间增长,煤粉解堵效果越好,但前期解堵面积大,后期解堵面积小,裂隙喉道处煤粉解堵效果明显优于支路通道,其原因是松散、易于解堵的煤粉颗粒会被首先解堵,随时间进行,剩余未被解堵的煤粉颗粒需要更大的启动流速.流速越大,裂隙喉道处和支路通道处的煤粉解堵面积越大,其原因是提升流速能增强煤粉颗粒的流动性.