CO2相变致裂煤的纳米孔隙尺度改造效应 |
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引用本文: | 张震,刘高峰,李宝林,刘欢,司念,关文博.CO2相变致裂煤的纳米孔隙尺度改造效应[J].岩石力学与工程学报,2023(3):672-684. |
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作者姓名: | 张震 刘高峰 李宝林 刘欢 司念 关文博 |
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作者单位: | 1. 河南理工大学资源环境学院;2. 河南理工大学中原经济区煤层气(页岩)气河南省协同创新中心;3. 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心 |
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基金项目: | 国家科技重大专项资助项目(2016ZX05067006–002)~~; |
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摘 要: | 为探讨不同CO2相变致裂压力对纳米孔隙的尺度改造效应及其对瓦斯(煤层气)运移的影响,开展120,150,185 MPa作用下的CO2相变致裂煤体实验,综合采用高压压汞、低温液氮吸附、低温CO2吸附孔隙结构参数测试方法,分析CO2相变致裂后煤的大孔(>50 nm)–介孔(2~50 nm)–微孔(<2 nm)结构演化特征。结果表明:CO2相变致裂对大孔和介孔具有扩孔效应;致裂后,大孔平均孔径与孔容大幅度增大,孔表面积降低;介孔平均孔径增大,孔表面积明显降低;孔隙连通性明显增强。CO2相变致裂过程时间极短,高压气体优先选择裂隙和大尺度孔隙进行扩展,延伸至微孔时,衰减的压力不足以改造具有化学性质的微孔。CO2相变致裂在大孔–介孔尺度的扩孔效应,随致裂压力的增大而增强;不同变质、变形程度煤的大孔–介孔–微孔发育存在差异;因此,研发“高致裂压力–长作用时效–大能量”的CO2相变致裂器,有助于进一步增强CO
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关 键 词: | 矿井瓦斯 CO2相变致裂 孔隙结构 致裂压力 尺度效应 |
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