低渗透煤层瓦斯强化抽采理论及应用【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

低渗透煤层瓦斯强化抽采理论及应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 引言1

1.1.1 瓦斯的形成1

1.1.2 瓦斯的基本特征2

1.2 中国煤层气资源概况3

1.2.1 中国煤层气分布及储层特征3

1.2.2 中国煤层气的开采利用现状6

1.2.3 煤矿瓦斯抽放现状及存在的问题7

1.2.4 煤层气强化抽放的方法分析8

1.3 国外煤层气资源概况及优势资源开发现状11

1.3.1 美国煤层气的开发利用11

1.3.2 独联体煤层气的开发利用13

1.3.3 英国煤层气的开发利用18

1.3.4 德国煤层气的开发利用20

1.3.5 澳大利亚煤层气开发现状21

1.3.6 印度煤层气的开发利用22

1.3.7 加拿大及波兰煤层气的开发利用24

第2章 瓦斯抽放及煤层气开发的发展历程26

2.1 引言26

2.2 钻孔抽放煤层瓦斯27

2.2.1 钻孔周围瓦斯流动理论27

2.2.2 平行钻孔抽放瓦斯29

2.2.3 交叉钻孔抽放瓦斯31

2.3 高位瓦斯抽放巷道34

2.3.1 高位瓦斯抽放巷道技术34

2.3.2 后伪高抽巷技术36

2.4 煤层水力压裂技术38

2.4.1 水力压裂技术的机理38

2.4.2 水力压裂的试验效果39

2.5 多分支水平井技术43

2.5.1 多分支水平井钻井和完井工艺46

2.5.2 多分支水平井的侧钻技术47

2.5.3 多分支水平井的充气欠平衡技术47

2.5.4 煤层造洞穴技术49

2.5.5 水平井与洞穴井的连通技术49

2.5.6 工程实例50

第3章 煤孔隙、裂隙结构特征52

3.1 煤孔隙分类52

3.2 煤样品的孔隙测量54

3.2.1 压汞法的基本原理54

3.2.2 煤孔隙的分形特征55

3.2.3 煤孔隙结构分形维数计算56

3.2.4 CT扫描测量煤体孔隙58

3.3 煤孔径分布与煤阶关系60

3.4 煤裂隙分类63

3.4.1 内生裂隙的成因及特征64

3.4.2 外生裂隙的成因及特征65

3.5 煤裂隙研究方法66

3.5.1 单一裂隙参数66

3.5.2 多裂隙参数67

3.5.3 裂隙的分形描述及意义68

3.6 煤裂隙与煤体渗透性关系71

3.6.1 煤体的渗透性测定71

3.6.2 煤体的渗透性与裂隙分形维数的关系73

3.6.3 裂隙岩体渗透性的各向异性74

3.7 煤化程度与煤的物理性质76

3.7.1 煤的宏观组成76

3.7.2 煤的显微硬度与煤的宏观强度77

第4章 煤层瓦斯赋存与运移的基本理论79

4.1 煤层瓦斯的赋存方式79

4.1.1 煤体表面的吸附作用80

4.1.2 煤体表面的物理吸附模型84

4.2 煤层瓦斯运移的渗流理论85

4.2.1 达西定律85

4.2.2 渗透系数86

4.2.3 渗透系数的测量88

4.2.4 达西定律的适用范围88

4.3 煤层瓦斯运移的扩散理论89

4.4 煤层瓦斯运移与煤层变形92

4.5 均质煤体的固流耦合理论94

4.5.1 煤体-瓦斯气体耦合理论的基本假设95

4.5.2 煤体-瓦斯气体耦合理论的基本方程96

第5章 低渗透煤层的改性机理与实验99

5.1 非均质煤体的逾渗理论99

5.1.1 多孔介质的逾渗现象99

5.1.2 多孔介质的逾渗研究方法100

5.1.3 基于显微CT观测的煤体逾渗研究方法102

5.1.4 煤岩体的非均质性与逾渗阈值的关系108

5.2 低渗透煤储层的改性理论111

5.2.1 三维地层压力与煤储层渗透性的关系111

5.2.2 水力压裂技术对低渗透煤层改造的局限性112

5.2.3 改造低渗透煤层的有效途径114

5.3 强化瓦斯抽放大型固气耦合实验115

5.3.1 实验主要设备与方法115

5.3.2 实验煤样的采集与加工117

5.3.3 试验现象及其分析120

5.4 瓦斯排放规律及其对煤体应力的影响120

5.4.1 瓦斯排放量变化规律120

5.4.2 瓦斯排放速度变化规律122

5.4.3 瓦斯排放过程中煤体瓦斯压力的变化规律123

5.4.4 瓦斯排放过程中煤体应力的变化规律125

5.4.5 煤体有效应力系数的变化规律126

第6章 低渗透煤层非均质固气耦合理论及数值模拟129

6.1 非均质材料的破坏准则129

6.1.1 煤体强度与渗透系数的随机非均匀性129

6.1.2 非均质材料的破坏准则及其塑性分析132

6.2 孔隙裂隙双重介质中瓦斯流动理论136

6.3 非均质煤岩体的固气耦合数学模型139

6.3.1 非均质固气耦合的基本方程139

6.3.2 非均质固气耦合的数值解法140

6.4 钻孔瓦斯抽放非均质固气耦合数值模拟143

6.4.1 模型简化及计算方案143

6.4.2 渗透系数的非均质参数对瓦斯抽放量的影响规律144

6.4.3 强度非均质参数对瓦斯抽放量的影响规律146

6.5 水力割缝瓦斯抽放非均质固气耦合数值模拟148

6.5.1 数值计算力学模型148

6.5.2 割缝区煤体卸压范围分析149

6.5.3 割缝区的煤体破裂规律151

6.5.4 割缝区的瓦斯抽放效果分析154

6.6 水力割缝区瓦斯流动规律157

6.6.1 水力割缝瓦斯抽放中瓦斯压力及流速变化规律157

6.6.2 割缝长度对瓦斯排放速度的影响规律157

6.6.3 割缝及钻孔的瓦斯累计抽放量与抽放率的比较160

6.6.4 煤层埋深对瓦斯排放速度的影响160

第7章 水力割缝强化瓦斯抽放技术163

7.1 矿用水射流连续推进钻机163

7.2 水射流钻孔割缝中试试验166

7.2.1 水力割缝的实验室中试试验166

7.2.2 水力割缝的井下实施方案167

7.3 水力割缝强化瓦斯抽放工业性试验169

7.3.1 试验工作面简介169

7.3.2 试验区煤层的地质状况170

7.3.3 水力割缝及测试技术171

7.4 水力割缝抽放瓦斯测试结果177

7.4.1 水力割缝抽放瓦斯实验结果177

7.4.2 水力割缝强化抽放的效果分析180

参考文献184