煤岩孔裂隙应力变形研究:核磁共振实验与理论分析
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更新于2024-09-02
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"基于核磁共振的煤岩孔裂隙应力变形特征"
本文是关于煤岩孔裂隙在应力作用下的变形特性的研究,利用核磁共振(NMR)技术进行了实验分析,并结合弯曲变形理论进行了理论探讨。研究的核心是了解煤岩在不同压力环境下的孔隙和裂隙结构变化,这对于理解和预测煤储层在开采过程中的行为至关重要。
实验设计了一系列不同的围压条件(0, 2, 4, 6, 8, 10 MPa),通过核磁共振实验获得了煤样的T2谱图,这些谱图能够反映不同孔径孔裂隙的特性。进一步,研究人员绘制了不同压力下不同孔径的孔裂隙核磁信号衰减率图,据此推导出了煤岩在应力作用下孔裂隙截面积弹性减小率的公式。
实验结果显示,煤岩孔裂隙的应力变形具有明显的差异性。在相同的围压下,裂隙的变化最为明显,其次是大中型孔隙,而微小孔隙的变化则相对较小。然而,在无烟煤样本中,不同孔径的孔裂隙应力变形差异并不显著。这表明孔径大小对于孔裂隙的应力响应有重要影响,孔径较大的孔裂隙在应力作用下的变形程度更剧烈。
理论分析进一步支持了这一观点,即在相同的应力作用下,孔径越大,孔裂隙的应力变形越严重。但值得注意的是,实验中通过加载围压引发的“被动式”变形与实际生产过程中因排水降压导致的“部分主动式”变形之间存在差异,这提示我们在实际应用中需要考虑这种差异可能带来的影响。
关键词:核磁共振;孔裂隙;应力变形;煤储层
该研究揭示了煤岩在受压条件下的内部结构变化,对于提高煤层气开采效率、预防地质灾害以及优化矿井工程设计具有重要意义。通过深入理解孔裂隙的应力变形规律,可以更好地预测和控制煤储层的行为,从而促进能源开发的可持续性和安全性。
2020-07-08 上传
2020-04-27 上传
2023-09-05 上传
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2023-03-01 上传
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