深部煤层注气强化开采的流-固-热耦合数值模拟研究

• Published in: 煤矿安全 Vol. 55; no. 7; pp. 31 - 38
• Main Authors: 姚文军, 邓存宝, 范楠, 申文迈, 张林峰, 张鹏莉
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024 2024
• Subjects: 煤层气; gas drainage; fluid-solid-thermal coupling; coal-bed methane; absolute permeability; 绝对渗透率; CO2 injection into coal seam; 瓦斯抽采; 流-固-热耦合; 煤层注CO2气体
• ISSN: 1003-496X
• DOI: 10.13347/j.cnki.mkaq.20230293

TD712; 为研究温度效应对深部煤层注CO2 增抽瓦斯的影响规律,根据煤体变形特征和瓦斯渗流特性基本理论,建立了同时考虑非等温吸附、二元气体竞争吸附、气体渗流和扩散、热传递和热对流的注CO2 强化煤层抽采的流-固-热耦合模型,探究了温度效应对煤储层参数和产气演化规律的影响.结果表明:煤层温度降低引起的煤基质收缩促进了CH4 解吸,忽略温度效应的流-固耦合模型会低估瓦斯产气量;在初始渗透率为 3.95×10-17 m2,CO2 注气压力为 8 MPa时,对于韩城矿区 3#煤层埋深 1 400 m的深部煤体而言,考虑温度效应(319.5 K)的流-固-热耦合模型相比流-固耦合模型,瓦斯抽采 3 650 d,煤层平均瓦斯压力下降 0.69%,A点渗透率增幅 11.02%,产气速率增幅 13.51%,累计产气量增幅 13.76%.