真三轴应力条件下二氧化碳致裂增渗煤层及驱替瓦斯机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51874053
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:61.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0405.矿山开采工程
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:李铭辉; 王文松; 邓博知; 刘玉冰; 鲁俊; 刘超;
- 关键词:
项目摘要
In this project we intend to use anisotropic coal and rock as the research object. Based on the self-developed multi-functional fluid-solid coupling true triaxial stress test system and multi-physical coupling coal and gas simultaneous extraction large-scale test system, we plan to combine laboratory research, theoretical analysis, and numerical simulation and field experiments together to carry out this project. We will investigate the experimental study on fracturing coal seam to enhance permeability with carbon dioxide and displacing in coal seam under true triaxial stress conditions with different stress level, injection rates, and temperature. Thus we could illustrate the correlations between the true triaxial stress, anisotropy of coal and the process of fracturing coal seam to enhance permeability and displacing gas. We could obtain cracking pressure threshold, crack growth and morphology and other key parameters in the process of fracturing coal seam with carbon dioxide. We would establish a seepage model of displacing gas in coal seams with carbon dioxide considering mass exchange rate under temperature-fluid-solid coupled true triaxial stress conditions. Finally we would reveal the Mechanism of fracturing coal seam to enhance permeability with carbon dioxide and displacing gas under true triaxial stress conditions. Combining with the field conditions, we plan to carry out the field test on fracturing coal seam with carbon dioxide and displacing gas to identify its influence scope and real effect. The research results can provide theoretical and technical basis for utilizing carbon dioxide to fracture coal seam to enhance permeability and displace gas, which is of important theoretical and practical significance for the prevention and control of coal and gas simultaneous extraction and gas dynamic disasters in deep coal mining.
本项目拟以各向异性煤岩为研究对象,利用自主研制的多功能真三轴流固耦合试验系统和多场耦合煤与瓦斯共采大型模拟试验系统,采用实验室研究、理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,开展真三轴应力条件下不同应力水平、不同注入速率和不同温度条件下的二氧化碳致裂增渗煤层与驱替置换煤岩中瓦斯试验研究;阐明真三轴应力、煤体各向异性与二氧化碳致裂增渗煤层及驱替瓦斯的相互关系;获得二氧化碳致裂增渗煤层启裂压力、裂缝扩展规律和形态等关键参数;建立考虑物质交换速率的真三轴热流固耦合条件下二氧化碳驱替煤层瓦斯多孔渗流模型;揭示真三轴应力条件下二氧化碳致裂增渗煤层及驱替瓦斯机理;结合现场实际,进行二氧化碳致裂增渗煤层及驱替瓦斯的试验研究,确定其影响范围与效果。研究成果可为利用二氧化碳致裂增渗煤层及驱替瓦斯提供理论与技术基础,对实现深部煤与瓦斯共采及瓦斯动力灾害的防治具有重要的理论和实际意义。
结项摘要
二氧化碳可以作为一种流体介质改造增透煤层,高压二氧化碳进入煤层后可驱替煤层中的瓦斯,增加煤层瓦斯的抽采效率。研究真三轴应力条件下二氧化碳致裂煤层的裂缝扩展特征以其驱替瓦斯的机理对利用二氧化碳增加煤层瓦斯抽采效率,实现煤与瓦斯共采具有非常重要的意义。本研究利用自主研制的多功能真三轴流固耦合试验系统,开展了真三轴应力条件下二氧化碳致裂增渗煤岩试验研究,分析了二氧化碳致裂煤层的破坏特征及裂缝扩展规律,揭示了多因素影响下二氧化碳致裂煤层的裂缝扩展规律。建立了二氧化碳致裂煤层FDEM数值模型,研究了煤层非均质性和粗糙裂缝网络对流体致裂煤层的影响规律。评价了流体致裂对不同类型储层的致裂效果,得到了影响致裂后含裂纹煤体渗透率的关键因素,建立了考虑裂隙结构的真三轴渗透率模型,对致裂后裂隙煤体渗透率的各向异性进行了分析。开展了二氧化碳驱替煤岩芯甲烷的物理实验,研究了煤层中多组分气体的运移规律。进行了现场二氧化碳致裂煤层试验,提出了气液两相联合致裂增透煤层技术,研究了该技术在大尺度现场煤层致裂增透的效果。四年以来,项目组出版专著1部,发表学术论文23篇,其中:SCI论文22篇,EI论文1篇。项目执行期间新申请国家发明专利20项,其中已获得授权国家发明专利14项。项目相关研究成果获得重庆市科技进步一等奖1项。项目组已培养出站博士后1人、培养博士生5人、硕士生1人。项目成员1人入选中国科协青年人才托举工程,1人获“绿色矿山青年科技奖”,3人获得省部级“优秀博士学位论文奖励”。
项目成果
期刊论文数量(23)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(20)
椭圆形钻孔应力场解析解及水力压裂特性
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:煤炭学报
- 影响因子:--
- 作者:尹光志;刘超;李铭辉;张东明;邓博知;鲁俊;刘玉冰
- 通讯作者:刘玉冰
Numerical simulation of hydraulic fracturing based on two-dimensional surface fracture morphology reconstruction and combined finite-discrete element method
基于二维表面裂缝形貌重构与有限离散元相结合的水力压裂数值模拟
- DOI:10.1016/j.jngse.2020.103479
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Natural Gas Science and Engineering
- 影响因子:--
- 作者:Mingyang Wu;Dongming Zhang;Wensong Wang;Mingui Li;shumin Liu;Jun Lu;Heng Gao
- 通讯作者:Heng Gao
Dilation behavior and acoustic emission response to water/CO2 injection-induced shear fracturing in coal seams
煤层注水/CO2 剪切压裂的膨胀行为和声发射响应
- DOI:10.1016/j.jngse.2021.104105
- 发表时间:2021-10
- 期刊:JOURNAL OF NATURAL GAS SCIENCE AND ENGINEERING
- 影响因子:--
- 作者:Deng Bozhi;Zhang Dongming;Chen Jiaqi
- 通讯作者:Chen Jiaqi
Deformation and CO2 gas permeability response of sandstone to mean and deviatoric stress variations under true triaxial stress conditions
真三轴应力条件下砂岩的变形和 CO2 气体渗透率对平均应力和偏应力变化的响应
- DOI:10.1016/j.tust.2018.11.023
- 发表时间:2019
- 期刊:TUNNELLING AND UNDERGROUND SPACE TECHNOLOGY
- 影响因子:6.9
- 作者:Lu Jun;Yin Guangzhi;Li Xing;Li Minghui;Zhang Dongming;Zhang Weizhong;Kang Qinrong
- 通讯作者:Kang Qinrong
Mechanical response of permeability evolution to anisotropic structure of reservoir rock under true triaxial stress path
真三轴应力路径下储层岩石各向异性结构渗透率演化的力学响应
- DOI:10.1007/s40948-021-00249-2
- 发表时间:2021-08-01
- 期刊:GEOMECHANICS AND GEOPHYSICS FOR GEO-ENERGY AND GEO-RESOURCES
- 影响因子:5
- 作者:Liu, Chao;Song, Zhenlong;Zhao, Honggang
- 通讯作者:Zhao, Honggang
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
天津城市规划建设管理的近代化过程
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:艺术与设计(增刊)
- 影响因子:--
- 作者:刘清越;宋昆;汪江华;李东伟
- 通讯作者:李东伟
内源H_2S生理学作用的研究进展
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:环境化学
- 影响因子:--
- 作者:黄德乾;李东伟;唐杰;徐博磊;罗鉴;毕树平
- 通讯作者:毕树平
超市农产品经营发展的驱动与约束因素探究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:北京农业职业学院学报
- 影响因子:--
- 作者:李东伟;刘李峰;武拉平
- 通讯作者:武拉平
杜鹃属植物种子生理生态特征研究
- DOI:10.19750/j.cnki.1001-9499.2021.05.015
- 发表时间:2021
- 期刊:林业科技
- 影响因子:--
- 作者:周晓君;朱薪燃;张凯;王海亮;韩军旺;李东伟;职雯靖
- 通讯作者:职雯靖
整形飞秒激光脉冲在熔融石英中的成丝控制研究
- DOI:10.3788/aos201939.0126021
- 发表时间:2019
- 期刊:光学学报
- 影响因子:--
- 作者:常峻巍;许梦宁;王頔;朱瑞晗;奚婷婷;张兰芝;李东伟;郝作强
- 通讯作者:郝作强
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}

内容获取失败,请点击重试

查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
李东伟的其他基金
煤炭中重金属富集运移转化机理研究
- 批准号:51274262
- 批准年份:2012
- 资助金额:61.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}