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不同含水率煤体液氮致裂渗透率变化规律及应力敏感性分析
不同含水率煤体液氮致裂渗透率变化规律及应力敏感性分析
摘要：
煤层气是一种重要的非常规天然气资源，而液氮致裂作为一种有效的增透技术，能够改善低渗透煤层的气体开采效果。本论文通过实验研究不同含水率煤体在液氮致裂过程中的渗透率变化规律，并分析了煤体的应力敏感性。研究结果表明，煤体的含水率对液氮致裂渗透率具有一定的影响，且煤体的应力敏感性因含水率的不同而异。该研究对于优化煤层气开采工艺具有一定的理论和实践意义。
关键词：煤层气；液氮致裂；渗透率；应力敏感性
1.引言
煤层气作为一种重要的非常规天然气资源，具有丰富储量和广阔开发前景。然而，由于煤层的低渗透性和孔隙度低，煤层气的开采效果不佳。液氮致裂作为一种增透技术，能够改善煤层的渗透性，提高煤层气开采效率。然而，不同含水率的煤体在液氮致裂过程中的渗透率变化规律还不明确，煤体的应力敏感性也需要进一步研究。
2.实验方法
在实验中，我们选择了不同含水率的煤样进行液氮致裂实验，测量了煤样在不同裂缝宽度下的渗透率，并对实验数据进行了处理和分析。
3.实验结果
实验结果显示，随着液氮注入煤样后，渗透率逐渐增加，且增长速率随着裂缝宽度的增大而逐渐减小。不同含水率的煤体在液氮致裂过程中的渗透率变化规律不同。含水率较低的煤体，在液氮致裂过程中，渗透率增长速率较快，且增长幅度较大。而含水率较高的煤体，在液氮致裂过程中，渗透率增长速率较慢，且增长幅度较小。
4.应力敏感性分析
我们还对煤体的应力敏感性进行了分析。实验结果显示，煤体的应力敏感性因含水率的不同而异。含水率较低的煤体在液氮致裂过程中表现出较高的应力敏感性，煤体在受到一定的应力作用后，渗透率会有较大幅度的变化。而含水率较高的煤体在液氮致裂过程中表现出较低的应力敏感性，煤体在受到一定的应力作用后，渗透率变化较小。
5.讨论与展望
本研究通过实验研究了不同含水率煤体液氮致裂渗透率变化规律及应力敏感性。研究结果表明，含水率对液氮致裂渗透率具有一定影响，且煤体的应力敏感性因含水率的不同而异。这为进一步优化煤层气开采工艺提供了理论依据。
未来的研究可以进一步探究不同裂缝宽度、液氮注入压力以及其他参数对液氮致裂渗透率和应力敏感性的影响，从而更全面地理解液氮致裂技术在煤层气开采中的应用。同时，还可以结合数值模拟方法，模拟煤体在液氮致裂过程中的力学响应和渗透率变化，进一步优化液氮致裂工艺。
总结：
本文通过实验研究了不同含水率煤体液氮致裂渗透率变化规律及应力敏感性。研究结果表明，含水率对液氮致裂渗透率和煤体应力敏感性具有影响，对于优化煤层气开采工艺具有一定的指导意义。然而，仍需进一步研究来完善液氮致裂技术在煤层气开采中的应用。