基于瓦斯壓力恢復(fù)曲線的煤層透氣性系數(shù)測(cè)定方法研究.pdf

1、煤層透氣性系數(shù)是衡量煤層瓦斯流動(dòng)難易程度的標(biāo)志，是研究煤層瓦斯抽采、瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)和煤層氣開發(fā)的重要技術(shù)參數(shù)。通過運(yùn)用瓦斯壓力自動(dòng)測(cè)定技術(shù)得到瓦斯壓力恢復(fù)曲線，并對(duì)瓦斯壓力恢復(fù)過程的特性進(jìn)行分析，得出煤儲(chǔ)層和油氣儲(chǔ)層中流體流動(dòng)的差別。以此為基礎(chǔ)，通過分析和總結(jié)煤層瓦斯流動(dòng)規(guī)律，從瓦斯流動(dòng)的基本方程入手，得出瓦斯流動(dòng)微分方程。通過運(yùn)用Polubarinova-Kochina方法、波茲曼變換等方法求解微分方程，得出瓦斯壓力恢復(fù)曲線的數(shù)學(xué)

2、模型，運(yùn)用半對(duì)數(shù)分析法推導(dǎo)出煤層透氣性系數(shù)的計(jì)算公式。最后，通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，并與徑向流量法進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證壓力恢復(fù)曲線法和簡(jiǎn)化的壓力恢復(fù)曲線法的準(zhǔn)確定和可靠性。得出以下結(jié)論：
　　(1)煤層瓦斯壓力自動(dòng)測(cè)定儀相比傳統(tǒng)的測(cè)壓方法更加準(zhǔn)確記錄瓦斯壓力恢復(fù)過程，且能夠連續(xù)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)瓦斯壓力恢復(fù)過程，時(shí)間間隔小，不受人為因素的影響；
　　(2)瓦斯壓力恢復(fù)的初始階段，瓦斯壓力增長速率緩慢，受鉆孔擾動(dòng)帶的影響，瓦斯流動(dòng)不穩(wěn)定，且存在瓦斯

3、吸附。上升階段，瓦斯徑向流動(dòng)速率和瓦斯壓力上
　　升速率穩(wěn)定，受鉆孔擾動(dòng)帶的干擾較小，能反映煤層瓦斯流動(dòng)的真實(shí)狀態(tài)，利用該階段的瓦斯壓力恢復(fù)過程計(jì)算煤層透氣性系數(shù)是準(zhǔn)確和可靠的；
　　(3)煤儲(chǔ)層與油氣儲(chǔ)層，在流體組成成分、賦存狀態(tài)、儲(chǔ)層特征及孔隙裂隙系統(tǒng)、流體流動(dòng)特征及描述流體流動(dòng)的方程等方面，都存在著很大的差別，因此油氣儲(chǔ)層中的流體流動(dòng)微分方程和壓力恢復(fù)曲線不能應(yīng)用于描述煤層瓦斯流動(dòng)；
　　(4)建立了瓦斯壓力恢復(fù)

4、曲線的數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)出該模型的基本解。利用瓦斯壓力恢復(fù)曲線數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出煤層透氣性系數(shù)的計(jì)算公式，并介紹了壓力恢復(fù)曲線法的測(cè)定步驟?？紤]到壓力恢復(fù)曲線法需要測(cè)定鉆孔瓦斯流量，降低了應(yīng)用的便捷性，利用瓦斯壓力恢復(fù)曲線，得出不需要測(cè)定鉆孔瓦斯流量的簡(jiǎn)化的壓力恢復(fù)曲線法；
　　(5)通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，壓力恢復(fù)曲線法的平均相對(duì)誤差為30.66％，當(dāng)煤層的透氣性系數(shù)較小時(shí)簡(jiǎn)化的壓力恢復(fù)曲線法的平均相對(duì)誤差為37.64%。測(cè)定結(jié)果同徑向流量法