基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法技术

技术编号:45815904 阅读:10 留言:0更新日期:2025-07-15 22:28
本发明专利技术涉及渗透率计算技术领域,公开了基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,包括如下步骤:采集样品后对样品分别进行预处理以确定其矿物成分,对所述样品在不同的温度水平下进行热处理后进行实验测试以获取所述样品的参数;采用有限元法模拟耦合计算所述样品的应变能,结合应变能和高温下裂隙几何形状计算断裂量;利用高温下裂隙几何形状和断裂量计算预测高温渗透率。本发明专利技术结合有限元热应力模拟和断裂力学理论,准确计算了导致断裂的应力,结合显微图像下对高温作用后裂隙的几何形状的观察,计算断裂量,并依托断裂量和高温作用后裂隙的几何形状呈现高温渗流率突然变化的不连续性,并计算预测高温渗透率,该方法具有很强的预测性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及渗透率计算,具体涉及基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法


技术介绍

1、煤炭地下气化(ucg)是碳减排目标下煤炭清洁利用的关键技术,也可能是大规模制氢的唯一可行方法。根据目前的理解,煤炭地下气化系统由指定用于燃烧和反应的煤层以及用于封闭合成气的围岩组成。煤层在气化过程中燃烧产生的高温会导致围岩升温,由于围岩大多由矿物颗粒组成,在高温下具有膨胀特性,导致岩石在高温下形成裂缝,进一步导致渗透性增加和合成气泄漏。

2、传统实验方法由于仪器材料的限制,无法直接测试高温下的渗透率,目前达西法只能测试500°c以下的高温渗透率。基于图像重建三维模型的间接方式在一定程度上可以克服上述问题,但其也存在一定的缺陷,如基于ct图像重建三维模型,再通过纳维-斯托克斯方程进行有限元法模拟的方法在测量较小孔隙和孔道时精度不够。又如在高温下利用声发射来估计裂缝的特征,然而,这种方法因物理意义不清晰和缺乏广为接受的数学模型而受到阻碍。再如采用高温原子力显微镜(afm)来评估孔隙结构在高温下的变化,由于其假设中对晶粒形状和排列以及孔隙结构进行了极度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,其特征在于,在步骤100中,对所述样品进行热处理时采用封闭炉并在保护气体下进行以模拟地层缺氧环境;

3.根据权利要求1所述的基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,其特征在于,所述实验测试包括:

4.根据权利要求1所述的基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,其特征在于,所述样品的温度场建立方式为:

5.根据权利要求4所述的基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率...

【技术特征摘要】

1.基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,其特征在于,在步骤100中,对所述样品进行热处理时采用封闭炉并在保护气体下进行以模拟地层缺氧环境;

3.根据权利要求1所述的基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,其特征在于,所述实验测试包括:

4.根据权利要求1所述的基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,其特征在于,所述样品的温度场建立方式为:

5.根据权利要求4所述的基于热应力模型预测煤炭地下气化围岩高温渗透率方法,其特征在于,所述样品...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴京杰许浩
申请(专利权)人:中国地质大学北京
类型:发明
国别省市:

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