煤层气三孔介质渗透率动态变化规律的研究及其分析.pdfVIP

70 2015年02月 压力降低 ，岩石有效应力增加，岩石压缩 ，同时，基质微 孔表面吸附的气体 由凝聚态转为气态而解吸，基质骨架 r岫__1 收缩，在两种机制作用下基质孔隙及骨架变形E4]。假设基 质单元体积为 V，则孔隙所 占体积为 。，煤岩骨架所 占 ， ，f ／l／，，／／ ．， +lt ／／ ， ／ 体积为 ，见图2。则 ： V=V。+ (1) b—+ 一 对于基质单元 ： ·●——-一口—————■ ， ／＼ ， ／ ＼ ， ／／ ／＼ = 一 1( 刊 pm) (2) ／ ／ a+b 式中：d 为基质单元所受有效应力变化时基质单元体积 改变量 ，m ； 为外部应力即上覆应力 ，Pa；Or为煤基质 图 3 裂缝系统理想模型 的biot系数 ]，常数；p 为基质孔隙中压力，Pa。 元体边长为0。由ReissLHt等学者研究知．裂缝系统的 基质 内孔隙的变形是通过基质的收缩 以及基质单元 孔隙度和渗透率分别为 ： 的整体变形而改变孔隙体积的，基质孔隙变形为： ． C 36 fo=0 (9)， 一 去( ) 3() o= (10) 式中： 为基质孔隙的体积模量，Pa； 为煤基质孔隙的 biot系数，常数。 对于裂缝孔隙度及渗透率的变化，主要包括三方面 在应力作用下，基质的孔隙度变化为： 作用影响： 裂缝孔 隙的压缩 ： ＼ ／＼ ㈩、 _( V K一K1)(dom-dpm p 基质孔隙压力改变导致基质单元的压缩 ： 考虑吸附解吸导致的基质孔隙变化 yde，吸附解吸 基质中气体的吸附解吸导致基质单元的变形。 对于裂缝系统，认为煤层上覆应力 or不变 。裂缝 的