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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
热力耦合作用下有机类岩石渗透率演化规律及机理探究
  • 90
  • 作者

    冯增朝石建行

  • 单位

    太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室

  • 摘要
    在原位改性流体化采矿中,利用高温对矿床进行处理是一种有效方法。探明原位条件下有机类矿层的热解特性、细观结构、渗透率、变形等随温度的演化规律对资源的高效开采具有重要意义。本文利用高温高压三轴试验机结合含应力显微CT扫描技术,研究了热力耦合作用下三种有机类岩石(油页岩、烟煤及页岩)的渗透率、热解产气、细观结构及轴向变形随温度(≥300℃)的演化规律同时结合热解产气、轴向变形及细观结构对渗透率演化机理进行了探究。结果表明:热力耦合作用下,有机类岩石的渗透率演化存在阈值温度,在轴压10MPa,围压7MPa的应力条件下,油页岩、烟煤及页岩的阈值温度分别为400℃、450℃及500℃;当热解温度小于阈值温度,有机类岩石的渗透率由岩石强度主导,孔裂隙随温度的升高而闭合,渗透率与温度呈负相关变化;当热解温度大于阈值温度,有机类岩石的渗透率由岩石的热解程度主导,孔裂隙随温度的升高逐渐发育并沟通,渗透率与温度呈正相关变化;进行阈值温度前后特性比较,油页岩热解程度与岩石强度在三种岩石中提升幅度最大,有机质热解并排出促进了孔裂隙的新生及连通,岩石强度的增大减弱了应力对岩石孔裂隙的压缩闭合作用,油页岩的渗透率呈现大幅度的提升。研究结果对深部资源的原位改性流体化采矿具有重要的指导价值。
  • 关键词

    有机类岩石渗透率细观结构高温高压岩石强度热解程度显微CT扫描

  • 文章目录
    1 引言
    2 试验概况
    2.1 试样
    2.2 有机类岩石原位热解渗透率测试方法
    2.3 含应力显微CT扫描试验设备及方法
    3 试验结果
    3.1 有机类岩石渗透率随温度的演化特征
    3.2 有机类岩石细观结构随温度演化特征
    3.3 有机类岩石热重及产气量与温度关系
    3.4 有机类岩石轴向变形与温度关系
    4 讨论
    4.1 有机类岩石渗透率随温度演化规律机理探究
    4.2 不同有机类岩石阈值温度之后渗透率增幅差异探究
    4.3 本文研究的不足
    5 结论
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