张美红
- 作品数：10 被引量：45H指数：4
- 供职机构：太原理工大学矿业工程学院更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划山西省科技攻关计划项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程石油与天然气工程天文地球更多>>
- 单井间歇注气开采煤层气生产过程分析被引量：9
- 2008年
- 描述了注气开采煤层气生产过程,分析表明间歇注气生产模式的增产机理主要是竞争吸附置换,而边注边采生产模式主要是驱替;反映基质孔隙扩散能力的综合传质系数不仅影响煤层气井的生产能力,而且影响矿井煤与瓦斯的突出;建立了单井间隙式注气开采煤层气的扩散渗流数学微分方程组;注气过程和采气过程渗流方程式形式相同,但质量源的流向不同,生产井内的边界条件不同。
- 吴世跃张美红郭勇义
- 关键词：煤层气注气驱替
- 基于分子间作用力的不同吸附模型适用性研究被引量：4
- 2014年
- 针对不同吸附模型对无烟煤阶段煤样吸附的适用性问题,在SPSS18.0平台上对程庄矿无烟煤吸附试验数据进行拟合,基于分子间作用力,从微观上对比研究Langmuir-Freundlich等6个模型的适用性。研究结果表明:(1)基于分子间作用力对煤样吸附适用性的研究是可靠有效的;(2)三参数模型的拟合效果优于二参数模型;(3)无烟煤阶段采用Freundlich吸附模型拟合是不适宜的,采用D-A模型效果最好;(4)依据超临界状态饱和蒸汽压所估算的饱和吸附量偏大,表明推算饱和蒸汽压的经验公式存在缺陷;(5)针对不同吸附模型对其它煤阶煤样吸附的适用性问题应该进一步研究。研究结果可为煤层气储量分析及涌出预测提供理论依据或参考。
- 李元星吴世跃李长龙张美红
- 关键词：采矿工程分子间作用力
- 间歇注气抽采煤层气井注气量与采收率分析研究被引量：2
- 2012年
- 水力压裂煤层、注气提高煤层气采收率等生产工艺过程中,煤层中流体的运动是多相多组分流体的扩散渗流。假定煤层为孔隙裂隙二重介质,孔隙中只存在吸附状态气相,裂隙是气、水共存空间,孔隙与裂隙之间气体的交换量是渗流场中的质量源。试验研究了质量源与时间和煤层结构的关系,测定了吸附置换速率的衰减系数。应用多孔介质中扩散渗流理论,再运用质量连续方程,导出了多相多组分流体的扩散渗流微分方程。忽略占煤层中气体总量百分比很小的游离状态气体在微分方程中随时间变化,从而求出了单井间歇注气抽采煤层气井在注气过程注气量的近似表达式。分析解表明注入气体流量与注入气体压力和煤层气初始压力之差、竞争吸附置换速率成正比;煤层渗透率越大、煤层气和注入气体的混合粘性越小,吸附竞争置换速率越小和注气抽采煤层气效果越差;注气抽采煤层气工艺适合低透气性煤层。
- 吴世跃张菊亮张美红李川田
- 无烟煤及泥岩储层不同压力下气体吸附特征研究被引量：4
- 2016年
- 为了研究无烟煤与泥岩作储层条件下的气体吸附特征,采用吸附常数测定装置,选取程庄煤矿9号煤层无烟煤样及其泥岩顶板,在温度20℃、压力2.5 MPa条件下分别进行吸附CO_2、CH_4及O_2的气体吸附试验,利用Langmuir、BET和D-R模型拟合了试验数据,结果表明:随试验压力增大,无烟煤对CO_2的吸附量及泥岩对O_2的吸附量显著增加,而无烟煤对O_2的吸附量及泥岩对CH_4的吸附量增加不明显;同时,无烟煤、泥岩吸附O_2的D-R模型中常数D值相近,而吸附CO_2、CH_4的常数D值则是泥岩均大于无烟煤,说明泥岩的孔径分布相对于无烟煤更加集中;无烟煤的吸附气体速率在整个过程均快于泥岩,选择性吸附现象表现明显,而泥岩的吸附速率分布平缓前、后半段变化不大,选择性吸附不明显。
- 李长龙吴世跃张美红李元星
- 关键词：无烟煤泥岩孔径分布
- 煤层温度与瓦斯赋存状态和抽采率关系的实验研究被引量：2
- 2014年
- 为了探索温度对瓦斯赋存状态与抽采效果的影响,实验研究了煤样在不同温度下的吸附解吸变化规律。根据实验数据,给出Langmuir吸附常数a和b值随温度变化的回归方程及扩散速度随温度、时间的回归方程。实验结果表明:吸附常数a和b值都随温度的升高而降低,a随温度变化符合二次函数关系,b则符合线性函数关系;相同压力作用下,解吸量、扩散速度和总扩散量随温度的升高而增大;温度越高,扩散初速度越大;温度不变时,扩散速度随时间延长呈负指数迅速衰减。根据实验结论和相关物理学原理,煤层外加的电场、交变电磁场、功率超声波等方法能提高煤层温度,具有促进瓦斯解吸和增大扩散速率的作用,能提高瓦斯抽采率;瓦斯扩散初速度越大,煤层突出危险性越高,所以降低煤层温度,可以减小煤层的突出危险性。
- 张美红吴世跃李元星李长龙
- 关键词：瓦斯温度吸附量
- 相邻煤层钻孔抽采瓦斯效果的观测和分析被引量：2
- 2010年
- 根据相邻煤层钻孔瓦斯抽采流量与时间的观测数据,计算了贺西煤矿3号和4号煤层钻孔瓦斯初始流量、衰减系数、煤层透气性系数。研究表明3号煤层卸压保护开采,使4号煤层钻孔瓦斯初始流量和极限抽采量小于3号煤层,而衰减系数和煤层透气性系数却大于3号煤层;影响钻孔瓦斯流量和浓度主要因素是封孔质量。因此,建议延长3号煤层抽采时间,加大4号煤层孔间距,提高封孔质量以提高各煤层综合抽采效果。
- 王永文吴世跃张美红
- 关键词：透气性系数
- 基于同步运移理论的瓦斯抽采气固耦合数值模拟被引量：8
- 2015年
- 以煤层瓦斯扩散渗流同步运移理论为基础,综合考虑瓦斯抽采过程中煤体变形引起的孔隙率、渗透率变化,建立了瓦斯抽采气固耦合动态数学模型。以晋城某矿为例,结合该矿煤层赋存特征,借助Comsol multiphysics软件进行了数值模拟,模拟结果表明在瓦斯抽采过程中有效抽采半径与抽采时间符合幂函数关系;随着煤层埋藏深度增加,上覆应力增大,煤层孔隙率和渗透率降低,是导致瓦斯抽采难度增加的主要原因,为此如何能提高煤层的渗透率和孔隙率是增加瓦斯抽采率的关键;单纯增大抽采负压对提高瓦斯抽采率影响不大。该研究结论为优化瓦斯抽采工艺参数提供了理论依据。
- 张美红吴世跃牛煜孟晓红
- 关键词：煤体变形瓦斯抽采数值模拟
- 煤系地层注气和卸压抽采煤层气增产技术基础研究
- 煤系地层中的气源岩主要是由富集型和分散型的有机岩构成，包括煤层、泥岩以及页岩等。结合煤层气赋存特征将其高效抽采并加以利用是环境保护、瓦斯事故防治和清洁高效能源三方面相结合的不二之选。然煤层气抽采并非简单之举，受储层物性参...
- 张美红
- 关键词：煤系地层气源岩煤层气抽采
- 文献传递
- 温度对煤氧吸附模型的适应性研究
- 2017年
- 选取程庄矿9号煤层无烟煤样,采用吸附常数测定装置,在温度为25,30,35,40℃的条件下研究煤氧物理吸附特征,并对吸附模型适应性进行分析。研究结果表明,在自燃临界温度以下(25~40℃)和较低压力(p≤2.5 MPa)条件下,升温对煤吸附氧气具有抑制作用,吸附量随温度升高而单调递减。Langmuir模型在25~35℃区间内拟合精度较高,在40℃时拟合效果最差;Brunauer-Emmett-Teller模型在25℃时拟合效果最差,随着温度的升高拟合误差逐渐减小;Dubinin-Radushkevich模型在20~40℃范围内标准差最小,用该模型解释无烟煤对氧气的吸附机理最为合理可靠。研究成果可为空气驱替煤层气提供理论依据和参考。
- 李元星吴世跃张美红魏杰
- 关键词：无烟煤温度效应
- 煤系地层注入CO_2开采煤层气质交换的机理被引量：14
- 2013年
- 论述了注CO2开采煤层气质交换机理和煤系地层封存CO2意义,建立了注CO2开采煤层气的物理数学模型。采用饱和食盐水集气方法测定了表征解吸阻力大小的综合参数——综合传质系数α随浓度、煤变质程度、放散时间的变化规律。试验结果表明:α随煤粒吸附基质浓度的增大而增大;变质程度相同时,CH4的α随时间的衰减较CO2的α随时间的衰减慢;基质浓度相同时,煤变质程度越高,α越小,且对不同变质程度的煤岩,CH4的α大于CO2的α,即不同变质程度的煤岩对CO2的吸附能力都大于CH4。说明注气增加储层压力促进气体解吸置换,各种煤岩对CH4的解吸量大于对CO2的解吸量这一现象与煤的变质程度无关。因此,在不同变质程度煤层,甚至煤系地层中,注气开采煤层气与储存CO2技术在理论上都是可行的。
- 张美红吴世跃李川田
- 关键词：煤系地层注气煤层气
