微波加热作用下煤层气解吸渗流规律的实验研究
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摘要
煤层气是新型清洁能源,在我国储量相当丰富,煤层气的合理处理不仅仅能够减少矿井灾害的发生,而且能够缓解国内新型能源短缺问题,减少排放到大气中对环境的污染,具有一举三得的功效。但我国煤层煤层气"高储低渗"的性质一直阻碍这一目标的实现。因此,通过其他手段促进煤层气产出是目前主要的研究方向。热采煤层气是一种有效可行的煤层气增产技术,但选取合理高效的加热方式是该项技术面临的首要难题。不同的加热方式煤层气排采效果差异较大,微波加热特点独特,煤体在微波作用下加热更瞬时、更高效、更均匀,有利于节约煤层气能源并提高其开采效率。利用自制的微波加热解吸渗透仪,对微波加热作用下煤样中煤层气的解吸渗流规律进行实验研究。实验数据表明:在同一温度、相同轴围压条件下,煤样渗透率随孔隙压力的增加而先减小后增大,随有效应力的增加而先减小后增大;在相同轴围压条件下,在低有效应力区域,煤样的渗透率随温度的升高而增大,在高有效应力区域,煤样的渗透率随温度的升高而减小。在同一温度、相同轴围压条件下,煤样的渗流量随孔隙压力增加而增加。在同一轴围压、相同孔隙压条件下,煤样的渗流量随温度的增加而增加,但是当温度增加到一定值时,煤样渗流量的增加幅度减小。最后,将实验数据与电加热实验数据进行对比,结果显示微波作用下,不仅煤体升温快,而且煤体渗流量也得到提高。通过对实验数据的分析,微波加热对煤层气产出具有促进作用,且效果较电加热要明显,文中研究结论为今后微波作用下低渗透煤层煤层气的开采提供了参考。
引文