有机酸与无机酸对煤体力学性质的影响对比研究

为丰富酸化压裂液体系,以甲酸与氢氟酸为代表对煤样进行溶蚀处理,来探索有机酸与无机酸对煤样的力学损伤规律,采用单轴压缩实验,解释酸液对煤体力学性质的改造机理。结果表明,氢氟酸降低原煤的抗压强度效果比甲酸显著,15%浓度氢氟酸煤样的峰值应力比原煤低54.28%,失稳破坏所需的总能量比原煤降低73.73%,抗压强度综合改造效果最好。甲酸提高煤的韧性效果比氢氟酸显著,15%浓度甲酸煤样峰值应变较于原煤仅降低18.80%,总能量输入速率较缓且数值较高,韧性综合改造效果最好。

有机酸与无机酸对煤体孔隙结构和矿物组分的影响对比研究

为了研究不同类型的酸对煤的溶蚀作用,为不同地质条件下酸化压裂液的选择提供一定的理论依据,本文以甲酸(有机酸)与氢氟酸(无机酸)为代表对煤体进行溶蚀,采用扫描电子显微镜、X射线衍射从孔隙结构、矿物组分方面进行探讨。结果表明,氢氟酸与甲酸的腐蚀效果有所不同,氢氟酸处理的煤样表面孔隙呈锋利尖锐状,甲酸处理的煤样表面孔隙呈圆润光滑状。氢氟酸能很大程度上将原煤中的矿物杂质腐蚀去除,使孔隙呈锋利尖锐状;甲酸能够去除方解石等无机碳酸盐,对高岭石等无机矿物基本不反应,并将部分矿物质运移至孔隙边缘的夹口处,使孔隙呈圆润光滑状。

基于酸热耦合作用的煤体微观孔隙结构演化规律研究

为了揭示酸热耦合作用在提高煤层透气性的作用机理,结合低温氮吸附法和压汞法在不同孔径测试下的优势,以X射线衍射(XRD)物相分析为辅助手段,从细微观多角度分析煤体孔隙结构。研究结果表明:酸热耦合条件对煤体孔隙结构有显著影响,且呈现随温度增加先增强后减弱的趋势;在50℃条件下,5%HF+5%HCl混合酸液对孔隙的改造作用最为显著,具体在微小孔阶段(低温氮吸附法测得)孔体积提高了22.3%,比表面积提高了23.9%,平均孔径提高57.1%,在可见裂纹阶段(压汞法测得)孔体积提高了110.2%。