水化学性质对支撑裂缝中煤粉运移的影响

摘要：

煤粉问题制约我国煤层气的高效开发.选用韩城矿区山西组3号煤层煤岩样品,开展不同水化学性质对支撑裂缝中煤粉运移影响的物理模拟试验,分析裂缝导流系统渗透率及煤粉产出质量浓度变化,探究不同水化学性质对支撑裂缝中煤粉运移的影响.试验结果表明:Na2SO4溶液驱替条件下,煤粉产出质量浓度随矿化度的增加而降低,高矿化度条件下,煤粉聚集沉降性强,堵塞裂缝通道.NaHCO3溶液驱替条件下,煤粉产出质量浓度随矿化度的增加而增大,伴随矿化度的增加,水解产生OH-增加煤粉颗粒表面负电荷,增强煤粉间排斥力,缓解煤粉聚集效果,产出部分煤粉颗粒.6000mg/LNa2SO4和NaHCO3溶液驱替条件下流体具有更多的展布空间,渗透率最高.MgCl2溶液驱替条件下,煤粉产出质量浓度随矿化度的增加而增大,高矿化度增强煤粉间相互作用,试验样内部相对平衡被打破,煤粉产出量增大,试验样内部煤粉堵塞程度大致相同,渗透率数值变化不大.在相同矿化度(10 000 mg/L)条件下,不同水化学类型溶液驱替条件下煤粉产出质量浓度为:NaHCO3＞Na2SO4＞MgCl2,试验样平均渗透率为:MgCl2＞NaHCO3＞Na2SO4,煤粉聚集的程度,在一定程度上影响煤粉产出,Na2SO4和NaHCO3团聚作用低于MgCl2,部分煤粉运移,试验样末端堵塞程度高于MgCl2溶液,NaHCO3水解产生OH-,煤粉处于碱性环境中,改善试验样堵塞情况,提高渗透率.根据模拟试验中渗透率波动的上升状态、下降状态和轻微波动状态3个趋势,结合实测渗透率,统计渗透率变化趋势时间段,分析煤粉产出质量浓度与煤样渗透率之间的关系,回归模型的R2=0.834,说明煤粉运移影响渗透率的波动.

关键词：煤粉运移、水化学类型、支撑裂缝、煤层气、水矿化度

所属期刊栏目：48

分类号：P618.11(矿床学)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费资助项目

在线出版日期：2023-10-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3483-3493