基于粗糙离散裂隙网络模型的煤层气流动特性研究

来源：煤矿安全杂志2023年第10期北京时间：

作者：李文彬, 张书金, 衡献伟

摘要：煤体内随机分布的裂隙网络是煤层气的主要流动通道，而研究煤层气流动特性的关键在于准确模拟煤体中错综复杂的裂隙网络。基于像元概率分解理论，介绍了一种新的离散裂隙网络建模方法，相比传统方法多假设裂隙为平滑裂隙这一不足，该方法可充分考虑裂隙的粗糙特征，并结合数值模拟手段分析了不同裂隙特征参数对煤层渗透性的影响规律。结果表明：裂隙率（0.1~0.25）、分形维数（1.55~1.85）、最大裂隙长度（0.011~0.026 m）以及比例系数（0.006~0.08）与裂隙网络出口流速之间呈现较好的幂律增长关系，而迂曲度分形维数（1.0~1.02）、裂隙倾角（10°~85°）与裂隙网络出口流速之间呈现幂律降低的关系；其中，比例系数、裂隙倾角和最大裂隙长度对裂隙网络出口流速的影响最为显著。

关键词：煤层气, 裂隙网络, 分形几何, 流速, 粗糙特征