煤巖裂隙滲透性差異充填效應(yīng)研究.pdf

1、自然條件下煤巖裂隙被介質(zhì)充填是一種較為普遍的現(xiàn)象，自然界中裂隙充填物種類復(fù)雜，煤儲(chǔ)層裂隙充填物主要由無機(jī)粘土類礦物和碎煤粒等組成。近幾十年來國內(nèi)外學(xué)者對(duì)煤儲(chǔ)層滲透率方面的研究已經(jīng)較為豐富，但關(guān)于充填物對(duì)煤儲(chǔ)層滲透率的影響相關(guān)報(bào)道較少。
　　本文歸納總結(jié)了煤儲(chǔ)層滲透率影響因素，在國內(nèi)外學(xué)者建立的滲透率模型的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)研究了充填介質(zhì)的存在對(duì)煤層氣產(chǎn)出的影響。將從趙固一礦采集來的新鮮煤樣制備成實(shí)驗(yàn)所需規(guī)格的圓柱體原煤和型煤，通過人

2、工造縫的方法將圓柱體原煤切割為裂隙寬度為2mm的半圓柱，而圓柱體型煤裂隙寬度為2mm、3mm、4mm三種規(guī)格。然后對(duì)切割后的煤樣充填不同種類的充填介質(zhì)，制成不同種類的充填煤巖裂隙，采用穩(wěn)態(tài)滲流法進(jìn)行滲透性實(shí)驗(yàn)。研究了固定圍壓情況下，滲透率隨氣體壓力變化規(guī)律；氣體壓力一定時(shí)，滲透率隨圍壓變化情況，并建立了滲透率與圍壓的指數(shù)函數(shù)關(guān)系表達(dá)式；剖析了充填物厚度不同對(duì)充填煤巖裂隙滲流特性的影響；并對(duì)比分析了型煤和原煤兩種典型煤樣的滲透特性之間的異

3、同。歸納起來主要得到以下結(jié)論：
　?。?）在保持氣體壓力恒定的條件下，充填厚度不同的充填煤巖裂隙滲透率均隨圍壓的增大而減小，并且下降幅度逐漸減小，煤粉充填的煤巖裂隙滲透率均大于其它種類介質(zhì)充填的煤巖裂隙，圍壓對(duì)充填煤巖裂隙滲透率的影響可以用指數(shù)函數(shù)來描述，擬合結(jié)果跟實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合性很好。
　?。?）在保持圍壓恒定的條件下，含煤粉充填的煤巖裂隙滲透率與氣體壓力之間的關(guān)系大致呈倒“V”字型變化。方解石、高嶺土、方高混合物和膨潤土充

4、填的煤巖裂隙滲透率隨瓦斯壓力的增大而減小并逐漸趨于平緩。
　?。?）當(dāng)充填介質(zhì)厚度分別為2mm、3mm、4mm時(shí)，煤粉（20-40目、60-80目、100-120目）、方高混合物充填的煤巖裂隙，滲透率隨裂隙寬度的增大而增大；方解石、高嶺土、膨潤土充填的煤巖裂隙則剛好相反，滲透率隨裂隙寬度的增大而減小。
　?。?）在恒定氣體壓力條件下，不論是型煤還是原煤煤巖裂隙，它們的滲透率隨圍壓改變有相似的變化規(guī)律：煤樣的滲透率均隨圍壓的增