多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统的研制和应用

摘要

自主研制多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,其结构主要包括主体承载支架、试件箱体、伺服加载系统、单一管开采系统、侧向多管开采系统以及数据采集系统等.该系统可用于多物理场耦合时单一煤层和多煤层状态下煤层气开采的物理模拟试验,以及被保护层卸压抽采过程的物理模拟试验,且系统设计的数据采集系统可以对储层参数进行时空监测,以研究地应力场、渗流场、温度场的变化及其与储层煤层气流动的相关性.应用该系统进行煤层气开采物理模拟,试验结果表明:温度和气体压力有着明显的耦合作用,气体压力下降量越大温度的降低量也就越大;与开采管距离越近,气体压力变化的差异性越大,而且气体压力和温度降低越早,降低量也越大;气体压力差与气体流量有直接的相关性.结果表明该系统能够模拟煤层气开采过程,并能实时监测开采过程中的储层参数,为煤层气开采研究提供一种新的实验室物理模拟方法.