超临界CO 2 增透煤热流固耦合模型与数值模拟
摘要
针对中国绝大多数高瓦斯煤层渗透性低以及低渗透煤层强化抽采瓦斯效果不理想的现状，结合超临界CO2强扩散和溶解增透孔隙介质等独特优点，依据超临界CO2作用后煤微观孔裂隙的演化特征，得到煤微观孔隙率和渗透率演化方程，根据孔隙率的变化确定损伤变量，考虑体积应力、温度、孔隙压力及超临界CO2溶解增透作用的影响，建立超临界CO2作用后煤的热流固耦合力学模型，利用ABAQUS软件提供的场变量子程序，结合PYTHON脚本和子程序二次开发功能，实现低渗透煤层注超临界CO2增透规律数值模拟。结果显示：超临界CO2注入后，注气孔周围煤体内体积应力、温度及孔隙压力变化明显，随着距注气孔距离的增加，影响程度逐渐减弱，并趋于稳定；经超临界CO2作用后，注气孔周围煤体内不断萌生新的孔裂隙，并与原有的孔裂隙相互贯通，随注气时间的延长各级孔裂隙不断向煤体纵深演化发展，煤微观孔隙率较注气前提高了2个数量级；超临界CO2的致裂增透作用引起煤体不同程度的损伤，距注气孔越近，损伤程度越大，损伤增加越快，注气时间越长，损伤增加的幅度越大；煤微观孔裂隙的有效发育为煤层气的扩散渗流提供了更多的运移通道，使煤体渗透系数较注气前提高了3个数量级。
引用本文（GB/T 7714）
郝志勇, Hao Zhi-yong, 岳立新, 等. 超临界CO 2 增透煤热流固耦合模型与数值模拟[J]. 未知来源, 2018.
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