基于不同钻孔间距的瓦斯抽采效果实验研究

发布时间：2024-03-22 02:24

　　为了研究钻孔布置对瓦斯抽采效率的影响,采用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟实验系统,开展了不同钻孔间距条件下瓦斯抽采物理模拟实验研究,探讨了钻孔间距对瓦斯抽采效果的影响。结果表明:在抽采初期,各测点瓦斯压力下降速率和下降量主要受到离钻孔中心距离的影响,与测点距钻孔出口距离基本无关,在瓦斯抽采过程中,靠近钻孔中心位置的瓦斯压力梯度大,瓦斯流速也较大,断面瓦斯压力场中等压线以钻孔为中心呈圆环形分布;相邻钻孔之间产生的抽采叠加效应会影响有效抽采范围,钻孔间距越近,有效抽采范围越大,同时其有效抽采范围也随抽采时间呈指数型增长。

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【部分图文】：

图1实验箱体钻孔及传感器布置图

本文共设计3组物理模拟实验，分别为2号和3号钻孔，2号和4号钻孔，1号和4号钻孔同时抽采条件下的瓦斯抽采物理模拟实验，对应钻孔间距分别为250mm、504mm和784mm。为便于表述，分别用23钻孔、24钻孔、14钻孔表示。地应力三个方向加载均为4.0MPa，煤层初始气体压力为1....

图2第1区域抽采断面、纵面瓦斯压力与抽采时间曲线

选取连线过第一断面钻孔中心的3组测点，连线方向与Y轴、Z轴平行，绘制各组测点瓦斯压力与抽采时间曲线，如图3所示。由图3(a)可知，测点P4、P6在14钻孔抽采条件下瓦斯压力下降速率最快，在23钻孔抽采条件下次之，在24钻孔抽采条件下最慢，说明钻孔间距对瓦斯压力下降速率有一定影响，....

图3第一断面沿Y轴、Z轴方向瓦斯压力与抽采时间曲线

图2第1区域抽采断面、纵面瓦斯压力与抽采时间曲线在抽采初期，储层瓦斯压力与钻孔出口压力的压差超过渗流启动压力，瓦斯受气体压力梯度影响，向钻孔中心移动，两个钻孔同时抽采时，运移区域产生叠加效应，钻孔间距越小，叠加效果越强，瓦斯压力下降速率越快。

图4钻孔抽采条件下第四断面瓦斯压力场

瓦斯在煤层中的流动速度与压力梯度呈正比[7]，因此可用气压梯度表示某一时刻下抽采过程中煤层各点的瓦斯流速相对大小和方向。本文以14钻孔抽采条件下第四断面为例，对瓦斯流场进行分析，将相应的坐标位置上传感器监测的气体压力数据，利用Matlab软件的quiver函数进行插值拟合，绘制出....

本文编号：3934489