煤体吸附变形对3种气体渗透率演化的影响

来源：煤矿安全杂志2021年第11期北京时间：

作者：周银波, 李晓丽, 李晗晟, 王佳乐, 毛淑星, 王世杰

摘要：为了深入认识气体吸附对煤体渗透率的控制机制，以渗流试验为基础，采用三轴渗流仪器研究了氦气、氮气和二氧化碳3种气体在不同气压和不同有效应力条件下煤体渗透率的变化规律。研究结果表明：在相同条件下，3种气体的渗透率呈现氦气>氮气>二氧化碳，其中二氧化碳气体的渗透率受吸附变形影响最为显著；在外界应力恒定的条件下，气体吸附和有效应力对煤体渗透率变化呈现竞争态势，低气压阶段气体吸附强于有效应力，而高气压阶段则相反，煤体渗透率呈现先下降后上升的趋势；气压恒定时，随着有效应力的增大，3种气体的渗透率呈现下降趋势；受吸附变形的影响，相同有效应力下，氮气和二氧化碳的渗透率损害率均大于氦气；同时，压力为2 MPa时渗透率较压力为1 MPa时渗透率下降程度最高可达30.98%，平均压缩系数下降约为15%。

关键词：气体吸附, 渗透率, 有效应力, 煤储层, 煤体吸附变形