煤岩体基质和裂隙渗透率的试验测算方法

摘要

煤体是由微观基质和宏观裂隙系统组成的双重孔隙介质.基质孔隙内的流体运移、气体吸附/解吸、气体滑脱和扩散等行为是影响流体长期运移的重要因素.目前由于无法单独测量基质渗透率，大量研究中将煤体裂隙渗透率假定为整体渗透率，忽略了基质在整体流动过程中的控制作用.基于微观基质内滑脱效应引起的渗透率偏离特征，提出了一种煤岩体基质和裂隙渗透率的测算方法.通过对煤样在不同孔压和有效应力条件下的整体表观渗透率进行数据处理，得出了有效应力影响下的煤体基质和裂隙渗透率演化规律.同时采用高精度CT扫描仪测得无荷载下的煤体裂隙渗透率值，对比验证了本测算方法的准确性.结果表明：同种煤样在相同有效应力下的基质渗透率比裂隙渗透率小2～3个数量级；不同变质程度煤样，基质和裂隙渗透率均随着有效应力的增加逐渐减小；煤样渗透率的应力敏感程度与变质程度密切相关，无烟煤变化幅度最明显，褐煤次之，烟煤最小.

关键词

基质渗透率 / 裂隙渗透率 / 滑脱效应 / 有效应力

基金资助

国家重点研发计划项目(2022YFE0128300); 中央高校基本科研业务费专项资金(2023ZDPYTD04)