杜志刚
- 作品数：7 被引量：60H指数：5
- 供职机构：河南理工大学能源科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金河南省高校科技创新团队支持计划更多>>
- 相关领域：矿业工程石油与天然气工程建筑科学理学更多>>
- 不同煤体结构的高阶煤储层物性特征及煤层气产出机理被引量：17
- 2017年
- 煤储层物性是影响煤层气解吸、扩散、渗流的关键因素,其好坏直接决定煤层气井的产气效果.本文以高阶煤为例,基于压汞、低温液氮吸附、等温吸附、煤粒甲烷放散初速度测试以及煤层气井现场自然解吸数据,系统探讨了构造破坏作用下高阶煤的孔隙性、吸附性、扩散性、渗透性等物性的响应规律,建立了不同煤体结构高阶煤储层几何模型、扩散模式图及气体产出综合模式图.研究认为,高阶煤经历构造作用后孔隙性得到改造,不同孔径段孔隙数量均有所增加,中、大孔增加最为明显,孔隙连通性发生差异性变化,这种孔隙性的变化是造成不同煤体结构煤的吸附/解吸性、扩散性等储层物性出现差异的根本所在.原生结构和碎裂结构煤基质孔隙以微孔为主,相对缺少大孔以及大孔连通性较差的孔隙特征,制约着初期气体的解吸和扩散,而较小孔径段孔隙连通性相对较好利于后期气体的解吸和扩散,更由于气体解吸衰减速度慢,易形成长期的产能;碎粒结构和糜棱结构煤吸附、解吸能力增强,自然条件下气体扩散能力强,但储层条件下渗透率的强应力敏感性,导致该类储层渗透性最差,渗流能力弱制约了扩散和解吸的发生;气体综合产出过程中,不同煤体结构的煤储层随着储层压力的变化基质孔隙气体扩散模式发生动态演化,过渡型扩散不断增强,Fick扩散不断弱化,气体的扩散能力不断降低,其中微孔和过渡孔是限制气体扩散的主要孔径因素;提出的储层条件下气体产出的综合模式图可以显示制约不同煤体结构煤储层气体产出的关键因素所在,有助于对储层进行针对性改造.
- 张小东杜志刚李朋朋
- 关键词：煤体结构储层物性
- 不同类型酸作用下构造煤表面性的变化机理被引量：7
- 2017年
- 以沁水盆地中南部霍尔辛赫井田的不同煤体结构煤为研究对象,用盐酸(HCl)、醋酸(HAc)和氢氟酸(HF)对煤样进行酸化处理,并运用低温灰化和X射线衍射等方法,对酸改造前后煤样的质量变化率、煤-水接触角和表面张力进行测试计算分析.研究表明:盐酸和醋酸作用后煤样的质量变化率在0.1%左右,而氢氟酸作用后煤样的质量变化率却高达7%;不同酸的作用对象不同,氢氟酸可与煤中大部分无机矿物质发生反应,效果最为显著;盐酸酸化后,煤-水接触角由59.75°减小为33.25°,表面张力由54.42mJ/m^2增至66.45mJ/m^2,含水性增强;而醋酸和氢氟酸酸化后,煤-水接触角由59.75°分别增至85.00°和84.50°,表面张力由54.42 mJ/m^2分别减至39.34mJ/m^2和39.65mJ/m^2,疏水性增强;煤样经酸化处理后,煤-水接触角和表面张力变化明显.
- 张小东余坤坤张硕杜志刚
- 关键词：构造煤酸处理接触角润湿性
- 不同煤岩成分的焦煤萃取后FTIR特征研究被引量：7
- 2018年
- 为了研究不同煤岩成分煤萃取后的化学组成变化特征,选取平顶山焦煤作为研究对象,采用四氢呋喃(THF)、二硫化碳(CS2)、醋酸(HAc)等有机溶剂对煤样进行索氏萃取;借助于柱层析法、傅里叶变换红外光谱法等手段,对溶剂萃取后煤样的萃取率、族组分及特征官能团进行了计算和分析。研究表明:镜煤的萃取率最高,其次是亮煤、暗煤;相比而言,有机溶剂CS2对煤样的萃取率最高,THF的萃取率高于有机酸HAc;萃取物中,镜煤、亮煤、暗煤的总烃类含量依次减小,非烃类组分含量依次增大,THF溶剂萃取后以沥青质含量最高,CS2溶剂萃取后以饱和烃含量最高;镜煤的脂肪烃及含氧官能团含量最高,脂肪结构参数I4最大,芳构化程度参数I2最小,芳/脂比最小,而暗煤最大。萃取后,脂肪烃及含氧官能团含量较原煤均出现不同程度的减少,以镜煤最为明显,暗煤萃余物的芳烃含量最多,芳构化程度参数I2最大,芳/脂比最大。其中,CS2溶剂萃取后,煤中的富氧程度降低最为明显,而THF对与氢键缔合的—OH,—NH,酚类等官能团及脂肪烃溶解性最好。
- 余坤坤张小东张硕张硕
- 关键词：焦煤溶剂萃取族组成大分子结构
- 长平井田断层发育复杂程度及其演化研究被引量：1
- 2017年
- 为掌握长平井田断层发育复杂程度,通过以相似维为特征值的分形理论对其进行了定量评价和分区。同时,通过整理长平井田所在区域地质演化史资料,探讨了长平井田断层形成演化机制。研究表明:断层在井田东部较西部更为发育,北部较南部更为发育。复杂区集中于井田北部中段,而井田西南部为断层发育简单区。印支运动和燕山运动使长平井田分别受到近SN向和SE—NW向挤压应力场作用而形成构造线呈EW向和NE—NNE向的逆冲断层带,后经喜山运动NW—SE向拉伸作用,先期逆冲断层发生构造反转,促成现今由正断层控制的井田构造格局。
- 杨高峰卫金善窦文武杜志刚
- 关键词：断层印支运动燕山运动
- 循环加卸载作用下不同高度煤样渗透性试验研究被引量：11
- 2018年
- 为获取循环荷载作用下不同高度煤样渗透率的变化规律,应用煤岩三轴加载渗流试验装置,对直径相同高度不同的煤样进行循环加卸载轴压渗透性试验。研究结果表明:加载阶段,渗透率随轴压增加而降低;卸载阶段,渗透率随轴压降低而增加;渗透率与轴压呈负指数函数关系,渗透率应力敏感性随循环次数增加而降低;加载阶段与卸载阶段渗透率产生明显差值,其差值随循环次数增加而降低,渗透率损失量主要发生在初期加卸载阶段。不同高度煤样应力敏感性存在显著差异,应力敏感性随煤样高径比增加而降低;在加载与卸载阶段,无因次渗透率损失量随高径比增加而增大;经历循环加卸载作用后,渗透率损失率随高径比增加而增大,渗透率恢复率随高径比增加而降低。
- 王辰霖张小东李贵中李贵中杜志刚
- 关键词：岩石力学循环加卸载轴压渗透率应力敏感性
- 循环加卸载作用下预制裂隙煤样渗透性试验研究被引量：3
- 2019年
- 应用三轴加载煤岩渗流试验装置,对预制贯通裂隙煤样开展循环加卸载轴压渗透率试验,分析循环加卸载轴压作用下预制裂隙煤样渗透率的变化规律及其之间的差异。研究结果表明:预制裂隙煤样渗透率与轴压呈负指数函数关系,渗透率对应力敏感性随加卸载次数增加而降低。加载阶段渗透率差值与卸载阶段渗透率差值随加卸载次数增加而降低,渗透率差值与应力敏感性系数呈正相关性。加载阶段与卸载阶段渗透率存在明显差值,渗透率产生明显损失量,其随加卸载次数增加而降低。竖直裂隙煤样渗透率与应力敏感性系数明显高于水平裂隙煤样与完整煤样,水平裂隙煤样渗透性与完整煤样渗透性相差不大,但水平裂隙煤样应力敏感性系数高于完整煤样。竖直裂隙煤样渗透率差值与渗透率损失量明显高于水平裂隙煤样与完整煤样,水平裂隙煤样渗透率差值高于完整煤样,但两者渗透率损失量相差不大。循环加卸载轴压结束后,完整煤样渗透率损失率最大,水平裂隙煤样渗透率损失率居中,竖直裂隙煤样渗透率损失率最小;竖直裂隙煤样渗透率恢复率最大,水平裂隙煤样渗透率恢复率居中,完整煤样渗透率恢复率最小。
- 王辰霖张小东张小东
- 关键词：循环加卸载轴压渗透率应力敏感性
- 基于属性数学理论的隧道瓦斯突出危险性评价被引量：14
- 2019年
- 以贵州山区某过煤层瓦斯隧道为例,根据影响隧道瓦斯突出的关键地质因素,选取瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、煤体结构类型等参数作为隧道瓦斯突出评价的关键指标,采用属性数学理论建立隧道瓦斯突出危险性预测模型,对隧道瓦斯突出危险性进行了评价。在模型构建过程中,首先依据隧道瓦斯突出危险性分级标准,构建各评价指标的属性测度函数,进而结合隧道施工现场实测的相关指标参数,计算各煤层的单指标属性测度及综合属性测度,建立起评价指标测度与属性之间的关系,最后利用置信度对多因素影响下瓦斯隧道的综合属性进行判识,进而实现对隧道瓦斯突出危险性的评价。评价结果显示:过煤层隧道穿越M5、M9煤层时,隧道具有强突出危险性,穿越M4煤层时隧道突出危险性相对较小,隧道施工过程中应加强M5、M9煤层的消突和防突措施,以防灾害事故的发生;评价结果与工程现场显示的瓦斯动力现象相一致,具有较高可信度。
- 杜志刚张小东王晓东
- 关键词：瓦斯隧道
