煤炭学报

作者：刘厅, 赵洋, 林柏泉,

关键词：煤层气, 双重卸压, 渗透率, 声波波速, 煤体损伤,

为了揭示煤层气原位开发过程中储层力学行为响应特征及气体渗流规律，基于实验室试验 和理论分析研究了双重卸压效应下( 同时降气压和卸围压) 煤体力学参数的动态演化规律及其对 渗透率的控制机制。 首先研究了不同卸压路径下煤体渗透率的动态演化规律;其次同步获取了双 重卸压下煤体超声波波速及煤体力学参数的变化特征;最后探讨了双重卸压下煤体损伤演化规律 及屈服破坏机制。 结果表明:1 当应力降低梯度 dσh / dp1 时，渗透率 在初期由于原生裂隙的张开而缓慢增加，后期由于新裂隙的产生而快速升高;2 双重卸压过程中 煤体声波波速、力学参数以及渗透率之间存在显著的对应关系，波速的变化反映了煤体内部裂隙结 构的改变，波速降低表明煤体内部原生裂隙的张开或新裂隙的产生，对应地，煤体动态弹性模量和 剪切模量降低，泊松比升高，煤体渗透率升高;3 单轴应变条件下，基于孔弹性理论建立的水平应 力演化模型与实验室测试结果存在较大偏差，卸压后期理论预测值明显低于试验测试结果，这主要 是由于理论模型忽略了煤体损伤引发的弹性模量劣化而导致的。 4 双重卸压过程中，高 dσh / dp 下煤体发生破坏的概率明显高于低 dσh / dp 的情况，这是因为高 dσh / dp 下煤体垂直和水平有效应 力差快速升高，力学强度快速劣化，导致煤体更容易发生屈服破坏。

来源：2022年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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