【摘要】：我國擁有豐富的煤層氣資源,煤層氣的開采不僅可以減輕國內(nèi)能源缺乏的狀況,同時可以預防瓦斯災害和減少環(huán)境污染。但我國煤層氣“高儲低滲”的特點致使無法形成大規(guī)模工業(yè)化開采。普遍認為,溫度是改善煤層氣滲透性能的一個關鍵因素。應用煤層氣地質(zhì)學、滲流力學和數(shù)學物理方法等理論,針對低滲透煤層的特點,根據(jù)煤層氣的解吸、滲流變化規(guī)律及雙重介質(zhì)的三場耦合作用機理,建立了微波加熱條件下煤層氣熱-流-固耦合滲流的數(shù)學模型,詳細推導了該數(shù)學模型的全隱式數(shù)值求解方法,并根據(jù)模型和工程實際數(shù)據(jù)進行了模擬分析。給出了開發(fā)微波加熱開采煤層氣藏儲層數(shù)值模擬思路。利用傳熱學、熱力學、彈性力學、滲流力學和巖石力學理論建立了微波加熱時煤層氣熱-流-固耦合擴散滲流數(shù)學模型,給出了弱解積分方程,利用COMSOL Multiphysics軟件進行了煤層氣微波加熱單井開采的數(shù)值模擬。模擬結果表明,在微波加熱開采條件下,煤層氣滲流壓力較未微波加熱開采降低更為明顯,滲流產(chǎn)量提高。模擬結果與實驗相吻合,由此證明了數(shù)學模型的正確性及微波加熱開采煤層氣是合理的。本文研究為低滲透煤層微波加熱開采煤層氣研究提供了可靠的理論研究和技術支持,同時對環(huán)境保護、煤礦安全生產(chǎn)也具有實用價值。
【圖文】：

圖２．１煤層割理結構示意圖逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｃｏａｌｂｅｄ邋ｃｌｅａｔ邋ｓｙｓ化ｍ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑結構包括作為煤層氣主要儲集位置的基質(zhì)孔隙即煤的原煤層氣運輸通道的裂隙化隙，其裂隙孔隙可分為內(nèi)生裂演化形成的過程中，在內(nèi)部結構成不同的基質(zhì)塊體，，這成直角相交的內(nèi)生裂隙分割而成。這兩類裂隙的發(fā)育程主裂隙組表現(xiàn)為較遠的延伸距離，端割理介于主裂隙組化過程中由于體積收縮產(chǎn)生內(nèi)張為的而形成的內(nèi)生裂隙，的內(nèi)生裂隙；由于局部構造應力作用產(chǎn)生的裂隙是外生過程中產(chǎn)生的煤層割理孔隙系統(tǒng)結構Ｗ不同形態(tài)可分兩和端割理孔隙。這兩種不同的割理機構組合成近似垂直運移提供運輸渠道。逡逑介質(zhì)是煤體結構的自然特性。煤體孔隙特征決定煤體內(nèi)而影響到煤體孔隙煤層氣的總吸附量；煤的孔隙分布會�？梢婓w孔隙特征單元決定煤層儲氣量。逡逑

縫中Ｗ游離狀態(tài)存在，該賦存狀態(tài)的煤層氣被稱為游離態(tài)煤層氣且約占總量的逡逑１０％？２０％。除了此之外，還有很少量的溶解氣溶解在煤層涵蓋的地下水中。逡逑主要煤層氣賦存狀態(tài)如圖２－２所示。逡逑游離態(tài)煤層氣逡逑吸收煤層氣邐人逡逑吸附態(tài)煤層逡逑節(jié)煤中孔巧逡逑圖２．２煤層氣賦存狀態(tài)逡逑Ｆｉｇ．２．２邋Ｅｘｉｓｔｉｎｇ邋ｓｔａｔｅ邋ｏｆ邋ｃｏａｌ邋ｓｅａｍ邋ｇａｓ逡逑－１０邋－逡逑
【學位授予單位】：遼寧工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE37

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