CT扫描下煤岩注液氮致裂与增透效果研究

本研究关注的是如何提升煤层气的开采效率，针对这一问题，研究人员采用先进的CT扫描技术对煤岩进行了钻孔注液氮的实验。实验的目的是通过细致观察，探索液氮注入对煤岩的微观结构和力学特性的影响，特别是对煤储层渗透率的改变以及由此带来的致裂效果和增透性能。 实验结果显示，在液氮注入过程中，冷冲击收缩应力与孔隙压力共同作用导致煤岩发生破裂，这种破裂现象主要发生在钻孔附近，并且其影响范围随距离的增加呈现负指数衰减。也就是说，离钻孔越远的地方，液氮致裂的效果越弱。然而，令人意外的是，增透效果并非均匀分布，它在钻孔附近的区域显著增强，这是由于液氮引发的碎胀作用；然而，远离钻孔的地方，由于孔隙扩张和碎胀作用的减弱，增透效果反而有所降低。 此外，研究发现液氮对煤岩孔隙结构的影响与原始孔隙率存在密切关系。在孔隙率较低的区域，液氮注入后能显著增加孔隙率，有利于提高煤层的渗透性；相反，在孔隙率较高的区域，增透效果可能不明显，甚至可能导致孔隙率略微下降。这说明注液氮的效果并非一概而论，而是依赖于煤岩的初始状态。 这项基于CT扫描的煤岩钻孔注液氮实验提供了关于提高煤层气排采效率的新途径，即通过精准控制液氮注入，优化煤储层的孔隙结构，从而达到增透和提升产量的目的。这对于优化煤层气开采策略具有重要的理论和实践价值。关键词包括注液氮、煤层孔隙度、致裂、煤层增透、钻孔和CT扫描，这些概念是理解和应用该研究方法的关键术语。