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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤中不同尺度裂隙钻井液污染程度定量评价
  • 作者

    张径硕倪小明李阳李宗源曹运兴

  • 单位

    河南理工大学 能源科学与工程学院中国石油天然气集团有限公司煤层气开采先导试验基地河南理工大学 资源环境学院

  • 摘要

    煤层气钻井时,钻井液会对煤层孔–裂隙造成污染堵塞。为了查明钻井液对煤中不同尺度孔–裂隙的污染程度差异及不同尺度孔–裂隙对渗透率的贡献率,以晋城矿区长平矿井的煤为研究对象,应用扫描电镜(SEM)Image Pro Plus(IPP)图像处理技术,定量表征煤中不同尺度裂隙污染前后的平均长度、平均宽度、总面积、总周长等参数;基于分形理论构建了污染前后不同尺度孔裂的渗透率数学模型,定量评价了污染前后渗透率变化,并与实验测试的渗透率结果进行对比,验证计算方法的可行性。结果表明:污染后不同尺度裂隙的平均长度和平均宽度均有所减小。减少程度从大到小依次为:毫米级>纳米级>微米级。不同尺度裂隙被污染程度不同,从大到小依次为:毫米级>微米级>纳米级;不同尺度裂隙对渗透率的贡献不同,一般情况下,毫米级裂隙是压裂液优先渗流通道,对渗透率的贡献最大,所占比例为46%~72%;微米级次之,所占比例为27%~53%;纳米级的贡献微乎其微,一般不超过2%。当煤中毫米级和微米级裂隙较多,且弯曲度、宽度非均质性较强时,可能存在大尺度向小尺度转化、小尺度裂隙增加现象。不同注入条件(如注入压力、注入时间)及钻井液类型对煤中不同尺度裂隙污染程度需要进一步深入研究。


  • 关键词

    裂隙钻井液污染程度渗透率Image Pro Plus(IPP)分形理论

  • 基金项目(Foundation)
    国家科技重大专项课题(2017ZX05064-002);国家自然科学基金项目(41872174)
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