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摘要
为解决液态CO2冻结煤层孔隙冰融化时间冗长，提出一种液态CO2-高温蒸汽冷热循环冲击煤层增透技术。本文借助三维CT扫描测试技术，分析冷热循环冲击过程无烟煤三维孔隙结构参数及劣化机理。研究结果表明，1)液态CO2-高温蒸汽冷热循环冲击煤体三维孔隙不断延伸，逐渐形成贯通裂隙，三维孔隙数量、表面积、体积及切片最大面孔率均与冷热循环冲击次数指数相关；2)根据霍多特孔隙分类法，结合等效直径计算公式，发现冷热循环冲击前期，渗流孔体积比例增加，三维孔隙劣化表现为裂隙贯通，冷热循环冲击后期，吸附孔体积比例增加，三维孔隙劣化表现为煤体内部产生大量新生孔隙。进一步分析得：1)液态CO2-高温蒸汽冷热循环冲击煤体渗流孔半径分形维数增加，孔隙分形特征增强，表面粗糙度提高，热储集性能降低；2)孔隙半径分型模型中lg(r)随冷热循环冲击次数增加而增加，表明孔径劣化扩张明显；3)基于冷热循环冲击煤体孔隙力学损伤特征，归纳液态CO2-高温蒸汽冷热循环冲击煤体三维孔隙损伤模型。4)利用投影法得到切片损伤率，定义液态CO2-高温水蒸气冷热循环冲击煤体三维孔隙损伤量。当冷热循环冲击12次时，三维孔隙损伤量为48.55。本文研究成果将为液态CO2-高温蒸汽冷热循环冲击煤层增透技术研究提供借鉴。
- 出版日期2023
- 单位西安科技大学
