【摘要】：我國煤層氣資源豐富,煤層氣是近二十年世界上崛起的一種優(yōu)質高效潔凈的新能源,另一方面,煤層氣又是煤礦重大災害事故的有害源,在當前能源緊張的局勢下,加快煤層氣的開發(fā)利用,對改善我國能源結構、能源的充分利用、安全生產和減少環(huán)境污染等具有重要現(xiàn)實意義。論文基于聲場提高煤層氣抽采率的方法,采用室內試驗、理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗研究,開展了聲場作用前后煤體微觀結構、聲波在煤體多孔介質中傳播規(guī)律、聲場作用下煤層氣滲流特性、聲場提高煤層氣抽采率的現(xiàn)場試驗研究,研究取得的主要成果有:聲場作用后,煤體的孔隙結構變化趨勢表現(xiàn)為“整體增大,離散性增強,兩段式波動變化”的特征,表明聲場作用改變了煤體的原生孔隙結構,增大了煤體的孔隙度、孔容和比表面積,增加了煤體的裂隙率、連通率。不加聲場和加聲場兩種條件下煤中甲烷滲流規(guī)律基本一致,隨著有效應力增加,煤層滲透率呈負指數(shù)函數(shù)遞減。聲場作用下煤體滲透率大于不加聲場,且煤樣滲透率隨聲場強度線性增大,隨作用時間的增加而增大,表明聲場能提高煤體滲透率。聲場作用能減緩應力對煤體滲透率的傷害,提高煤體的滲透能力,聲場作用后煤體滲透率對應力更敏感,高頻率聲場作用下的應力敏感性系數(shù)高于低頻率聲場作用,因此在煤層氣抽采過程中,宜采用低頻高能的換能器。數(shù)值分析與現(xiàn)場試驗結果表明,煤體的滲透率與應力、溫度、孔隙壓力和聲場作用密切相關,離聲場震源越近,作用效果越明顯,離聲場震源越遠,瓦斯流量衰減呈負指數(shù)函數(shù)關系。以上研究成果豐富并創(chuàng)新煤層氣高效開采理論,對高效抽采煤層氣、減少煤礦瓦斯事故具有重要的科學意義和實用價值。
[Abstract]:Our country is rich in coal bed methane resources, coal bed methane is a kind of high quality, high efficiency and clean new energy rising in the world in the last two decades. On the other hand, coal bed methane is also the harmful source of coal mine major disaster accident. Speeding up the development and utilization of CBM is of great practical significance in improving the energy structure, making full use of energy, safe production and reducing environmental pollution in China. Based on the method of improving the extraction rate of coalbed methane by sound field, laboratory test, theoretical analysis, numerical simulation and field test are used to study the microstructure of coal body before and after the action of sound field, and the propagation law of sound wave in porous medium of coal body. Under the action of sound field, the percolation characteristics of coalbed methane and the field test study of improving the extraction rate of coalbed methane by sound field are studied. The main results obtained from the study are as follows: after the action of sound field, the change tendency of pore structure of coal body is: "the whole increases, the dispersion increases," The characteristics of two-stage fluctuation show that the acoustic field changes the primary pore structure of the coal body, increases the porosity, pore volume and specific surface area of the coal body, and increases the fracture rate and connectivity of the coal body. The law of methane percolation in coal is basically the same under the condition of no sound field and no sound field. With the increase of effective stress, the permeability of coal seam decreases with negative exponential function. Under the action of sound field, the permeability of coal body is larger than that of unsound field, and the permeability of coal sample increases linearly with the intensity of sound field and increases with the increase of action time, which indicates that the sound field can increase the permeability of coal body. The effect of sound field can reduce the damage of stress to the permeability of coal and improve the permeability of coal. The permeability of coal is more sensitive to stress after the action of sound field, and the sensitivity coefficient of stress under the action of high frequency sound field is higher than that of low frequency sound field. Therefore, the low frequency and high energy transducer should be used in the process of coal bed methane extraction. The results of numerical analysis and field test show that the permeability of coal is closely related to stress, temperature, pore pressure and sound field, and the closer it is to the source of sound field, the more obvious the effect is and the farther away from the source of sound field. The attenuation of gas discharge is a negative exponential function. The above research results enrich and innovate the theory of high efficiency mining of coalbed methane, which is of great scientific significance and practical value for the efficient extraction of coalbed methane and the reduction of coal mine gas accidents.
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE312

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 楊陸武,孫茂遠,胡愛梅,潘軍;適合中國煤層氣藏特點的開發(fā)技術[J];石油學報;2002年04期

2 朱志敏;楊春;沈冰;崔洪慶;;煤層氣及煤層氣系統(tǒng)的概念和特征[J];新疆石油地質;2006年06期

3 嚴緒朝;郝鴻毅;;我國的煤層氣及其開發(fā)利用現(xiàn)狀和前景[J];石油科技論壇;2007年05期

4 才思斯;許浩;湯達禎;趙俊龍;彭己君;孟金落;于明杰;;水力封堵型煤層氣藏類型及地質意義[J];中國煤層氣;2011年02期

5 張文昭;煤層氣──我國未經開發(fā)的能源[J];特種油氣藏;1996年03期

6 查爾斯 R·納爾遜,藍曉梅;煤層氣藏儲量分析方法的評價[J];中國煤層氣;1999年01期

7 王生維,段連秀,張明,陳鐘惠;煤層氣藏分析的參數(shù)與流程[J];地球科學;2000年06期

8 饒孟余,馮三利;煤、氣一體化開采煤層氣方法的探討[J];中國煤田地質;2002年01期

9 歐成華,李士倫,杜建芬,鄧奎;煤層氣吸附機理研究的發(fā)展與展望[J];西南石油學院學報;2003年05期

10 孫斌,王憲花,陳彩虹,張繼東;鄂爾多斯盆地大寧-吉縣地區(qū)煤層氣分布特征[J];天然氣工業(yè);2004年05期

相關會議論文 前10條

1 王彥龍;;煤層氣參數(shù)測試及其意義[A];安全高效煤礦地質保障技術及應用——中國地質學會、中國煤炭學會煤田地質專業(yè)委員會、中國煤炭工業(yè)勞動保護科學技術學會水害防治專業(yè)委員會學術年會文集[C];2007年

2 劉炎昊;張苗;劉傳喜;;河南省煤層氣資源利用現(xiàn)狀及其前景評價[A];瓦斯地質研究進展2013[C];2013年

3 張文忠;周尚忠;孟尚志;趙軍;莫日和;;山西省柳林區(qū)塊水文地質條件及其對煤層氣富集成藏的影響[A];2011年煤層氣學術研討會論文集[C];2011年

4 潘一山;唐巨鵬;李成全;石強;;煤層氣滲流的核磁共振成像試驗研究[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

5 趙靖舟;時保宏;;鄂爾多斯盆地煤層氣富集單元及其特征[A];鄂爾多斯盆地及鄰區(qū)中新生代演化動力學和其資源環(huán)境效應學術研討會論文摘要匯編[C];2005年

6 陳振宏;王一兵;張亞蒲;王憲花;楊焦生;;煤層氣藏儲層研究的新方法[A];2008年煤層氣學術研討會論文集[C];2008年

7 孟艷軍;湯達禎;許浩;曲英杰;張文忠;劉一楠;;煤層氣解吸階段劃分理論的建立與應用[A];2013年煤層氣學術研討會論文集[C];2013年

8 李俊乾;劉大錳;姚艷斌;蔡益棟;張百忍;;鄭莊區(qū)塊煤層氣富集主控地質因素及開發(fā)前景分析[A];2011年煤層氣學術研討會論文集[C];2011年

9 張亞蒲;楊正明;鮮保安;;煤層氣開采發(fā)展趨勢及其增產技術[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

10 趙孟軍;宋巖;蘇現(xiàn)波;柳少波;秦勝飛;洪峰;;煤層氣聚氣歷史研究及其地質意義[A];第十屆全國有機地球化學學術會議論文摘要匯編[C];2005年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 馬啟孝;商業(yè)開發(fā)為煤層氣建設提速[N];中國改革報;2006年

2 馬軍;壓裂技術成功應用于煤層氣開采[N];中國石化報;2009年

3 本報記者 孫利民;中國煤層氣成藏機制及經濟開采基礎研究推動我國煤層氣產業(yè)發(fā)展[N];科技日報;2009年

4 記者 宋時飛;首條跨省煤層氣輸送管道項目批準建設[N];中國經濟導報;2008年

5 本報記者 程宇婕;十年再造一個“煤層氣大慶”[N];中國能源報;2011年

6 潘偉爾;煤層氣開發(fā)利用為何難成“氣候”?[N];中國國土資源報;2012年

7 通訊員 黃延兵;渤海鉆四首口煤層氣藏評價井交井[N];中國石油報;2009年

8 山西省社會科學院研究員 張蓮蓮;“西氣東輸”工程 山西搭乘西部大開發(fā)快車的站臺[N];山西經濟日報;2002年

9 張懷發(fā)邋馬軍;煤層氣二氧化碳壓裂技術取得突破[N];中國石化報;2008年

10 本報記者 王巧然;“煤海穿針”讓低滲煤層“揚眉吐氣”[N];中國石油報;2011年

相關博士學位論文 前10條

1 葛燕燕;煤系多層疊置含水系統(tǒng)及煤層氣合排水源判識[D];中國礦業(yè)大學;2015年

2 周s，

本文編號：2238375