国家自然科学基金(50674053)
- 作品数：8 被引量：121H指数：6
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- 顺煤层水力割缝抽采煤层瓦斯渗流规律数值模拟被引量：4
- 2011年
- 为得到顺煤层水力割缝抽采瓦斯渗流规律以及预测水力割缝后瓦斯气体抽采量,结合渗流力学和弹塑性力学理论,建立了水力割缝抽采煤层瓦斯的固流耦合数学模型,同时给出了相应初始条件及边界条件。利用Matlab计算得到顺煤层水力割缝后煤体应力场、瓦斯压力场以及瓦斯抽采量变化规律。数值模拟结果显示:水力割缝后,煤体有效体积应力得到释放;沿割缝方向储层卸压效果明显;煤层内裂隙、裂缝数量增加,长度和张开度增大;煤体渗透性能增强;煤层气抽采量较普通钻孔有较大幅度的提高。模拟结果显示了顺煤层水力割缝抽采煤层气的优势。此模拟方法对煤层气增产工业中确定水力割缝工艺参数以及预测瓦斯产量具有重要的指导意义。
- 李惟慷杨新乐张永利
- 关键词：水力割缝煤层瓦斯渗流规律抽采
- 超短半径径向水平井抽采煤层气渗流规律的数值模拟被引量：6
- 2011年
- 为得到超短半径径向水平井开采煤层气过程中的气体渗流规律以及进行产量预测,在基本假设条件下,建立了径向水平井开采煤层气的固流耦合渗流数学模型;在一定的边界条件及初始条件下,利用Matlab软件进行编程计算后,得到直井和不同数目分支径向水平井开采煤层气1000天后的压力场、速度场和气产量变化规律。数值模拟结果表明,在一定的生产区域和开采时间,随着径向水平井分支数目的增加,煤储层压力下降范围更广,气体流速场干扰加强,压力漏斗降大面积扩展,煤层气有效供气区及解吸面积大幅增长,煤层气解吸能力及稳产能力加强,煤层气产量大幅度增加;同时,气产量增幅随着井筒分支数目的增加而下降,分支井数目理论上应存在一个最优值。模拟结果显示了超短半径径向水平井技术开采煤层气的有效卸压作用,对煤层气工业增产技术的选择和钻孔方案的布置具有重要的理论指导意义。
- 杨新乐张永利李惟慷
- 关键词：煤层气渗流规律
- 气固耦合作用下温度对煤瓦斯渗透率影响规律的实验研究被引量：28
- 2008年
- 为得到温度对煤瓦斯渗透率的影响规律,在实验室通过改装三轴渗透仪,进行了不同温度条件下煤瓦斯的渗透率测定实验。实验结果表明,在不同温度下,渗透率随有效应力的减小均呈二次抛物线趋势,即渗透率先减小后增大。在卸载初期,温度较低时煤瓦斯渗透率下降梯度比高温时大,渗透率值较高;卸载后期,较高温度时煤瓦斯渗透率上升梯度比低温时大,渗透率值大。由实验可知,煤层气开采过程中,对于不同温度,煤瓦斯渗透率的变化关系均具有典型煤层气开采的三阶段主导作用特征。有效应力、气体吸热和煤固体受热是影响煤体渗透率的重要因素。在卸载初期,煤固体受热膨胀及有效应力对渗透率起主导作用,卸载中后期,气体滑脱和气体吸热对渗透率起主导作用。实验分析后认为,开采煤层气时采用先压裂后注热的方式将有助于提高煤层气的产量。
- 杨新乐张永利
- 关键词：渗透率有效应力温度
- 热采煤层气藏过程煤层气运移规律的数值模拟被引量：17
- 2011年
- 为得到注热开采煤层气藏过程中煤层气的流动规律,以前人实验成果为依据,结合传热学、热力学、弹性力学、渗流力学等相关理论,建立了热采煤层气藏过程中的煤层气热-固-流耦合数学模型,给出了模型中各物理场方程的弱解形式,利用有限元软件进行了单井筒热采煤层气流动规律的数值模拟,分别得出注热10 d、开采100 d后煤层温度场、应力场和气体渗流场变化规律.数值模拟结果显示,向煤层注热后,气体压力较未注热下降幅度增加,井筒气产量在开井初始阶段较未注热增量明显,一定时间后增幅减缓.由模拟结果可以得出,在开采初始阶段,气体吸热后从煤基质内表面解吸能力增强,裂缝内气体浓度增加,渗流能力增强,煤层气井筒产量增加;同时随气体的不断产出,煤层有效应力的增加和温度的降低导致煤层渗透率及孔隙度的减小,造成井筒气体产量减缓.
- 杨新乐张永利
- 关键词：煤层气弱解数值模拟
- 井间干扰对煤层气渗流规律影响的数值模拟被引量：19
- 2009年
- 多井开采煤层气在我国尚处于起步阶段,该技术涉及的数学理论较为复杂,不易获得解析解,而数值模拟方法可以较好地获得数值解,从而为煤层气的开采提供理论指导。在基本假设条件下,建立了多井煤层气渗流数学模型;在一定的边界条件及初始条件下,利用数值模拟软件进行编程计算后,得到单井及多井开采100d后的压力场、压力漏斗降和速度场。数值模拟结果显示,在一定的生产区域和开采时间,随着井筒数目的增加,井间压力场和流速场干扰加强,压力漏斗降大面积扩展,煤层气供气区及解吸面积大幅增长,煤层气解吸能力及稳产能力加强。
- 杨新乐张永利肖晓春
- 关键词：井间干扰压力场渗流
- 低渗透煤层瓦斯解吸渗流规律的试验研究被引量：10
- 2009年
- 如何提高煤层气采收率是目前煤层气开发的重点课题。通过实验揭示了温度是影响煤层气渗透率及解吸渗流量的关键因素之一,得到了非等温条件下煤层气解吸-渗流规律。实验通过自制的温控三轴煤层气解吸渗透仪进行规律探究。经数据拟合,分析得出:不同温度条件下,渗透率随孔隙压力的增加以指数形式递增;在相同围压、轴压和孔隙压力条件下,等温解吸时,煤样瓦斯渗流量随温度的增加而呈现指数递减规律;升温解吸时,解吸量比低温下的渗流量增加,孔隙压力越大,渗流量增加越明显。根据试验结果,认为在注热开采煤层气时,通过间歇式注热(蒸汽吞吐)使煤层温度梯度不断变化,煤层发生升温解吸,有利于煤层气的产出。对低渗透煤层瓦斯开采提出新的思路。
- 马玉林张永利程瑶李成全章梦涛
- 关键词：瓦斯渗透率渗流量
- 含瓦斯煤层注热温度场的数值模拟被引量：5
- 2009年
- 为验证煤层气注热开采的合理性,在实验室进行了考虑温度条件下煤层气的解吸渗流实验,实验结果表明,煤体在升温情况下煤层气解吸渗流量增加,注热开采煤层气具有合理性。根据实验结论,建立了含瓦斯煤层注热传热过程的数学模型,利用ANSYS软件进行了含瓦斯煤层注热温度场的数值模拟。数值模拟结果表明,注蒸汽后煤层的温度梯度改变,热量在井筒径向具有一定的热扩散位移。在热扩散范围内,煤层气更容易发生脱附解吸,有利于煤层气的产出。
- 杨新乐张永利杨英
- 关键词：温度渗流数值模拟
- 考虑温度影响下煤层气解吸渗流规律试验研究被引量：49
- 2008年
- 通过不同温度条件下煤层气渗透率、渗流量测定的试验,研究了温度条件下煤层气渗透率、渗流量的影响因素,得到考虑温度情况下的煤层气解吸渗流规律。利用三维应力条件下煤样吸附解吸试验系统,在三轴渗透仪中加入温度控制系统,测定煤样在温度、围压、轴压和孔隙压力的不同组合情况下的渗透率和渗流量。结果表明,在相同围压、轴压和孔隙压力情况下,煤样渗透率随温度的增加而减少;不同温度条件下,渗透率随孔隙压力的增加均以指数形式递增。在相同围压、轴压和孔隙压力情况下,等温解吸时,煤样渗流量随温度的增加而减少;升温解吸时,煤样20℃吸附、升温至40℃解吸时渗流量比20℃吸附、20℃解吸时明显增加;等温或升温情况下,渗流量随孔隙压力增加均呈现非线性递增关系。这一规律对煤层气热采方式的选择具有重要指导意义。
- 杨新乐张永利李成全李惟慷
- 关键词：温度
