气体低速非线性渗流研究

通过设计的实验方法,测定了气体通过一定束缚水饱和度下的多孔介质中的真实启动压力梯度值,并测定了一系列压力梯度下对应的流量。借助于视渗透率和真实启动压力梯度,来描述气体通过多孔介质时的综合阻力系数,结合雷诺数和综合阻力系数的半对数图的渗流曲线形态和渗流机理,把渗流过程划分为3个渗流阶段,即线性渗流区、过渡区及低速非达西流区,由此得出气体由线性流到过渡流区的临界雷诺数值,得出气体临界雷诺数为1×10-5。为了便于工程技术人员的实际应用,绘制了便于应用于实际生产中的渗透率与临界流速的图版。

煤层瓦斯产出流态判识方法研究

针对目前评价瓦斯运移产出难易程度的方法均依据线性渗流理论,评价结果严重失真的问题,提出以雷诺理论为基础,通过实验室煤样地质强度因子(Geological Strength Index,GSI)的观测、启动压力梯度(λ)和渗透率测试方法,且初步建立了启动压力梯度法和GSI法用于判识瓦斯运移产出流态。指出当λ=0 Pa·m-1时为线性渗流;当λ≠0 Pa·m-1,瓦斯压力梯度大于λ时为低速非线性渗流,小于λ时为扩散。同时,以渗透率为桥梁建立了GSI与雷诺数的关系,通过煤心观测、煤壁观测和测井资料解释等途径获取GSI,即可判识煤的瓦斯流态。