基于micro-CT扫描的孔裂隙结构表征及渗流模拟

作者：元永国; 王瑞; 范楠

来源：煤矿安全, 2021, 52(08): 15-20.

DOI：10.13347/j.cnki.mkaq.2021.08.004

• 微观结构
• 等效孔隙网络模型
• 孔隙尺度
• 孔喉结构参数
• 绝对渗透率
• 各向异性

以羊场湾不粘煤为研究对象,基于micro-CT扫描实验和Avizo处理软件,对煤中孔裂隙、矿物质以及煤基质进行精确提取与分割,并通过三维重构技术,得到了连通孔裂隙模型;在此基础上,进一步建立了具有孔裂隙形态学拓扑结构的等效孔隙网络模型,统计分析了煤中孔喉结构参数,包括孔隙半径、孔隙体积、喉道半径、喉道长度以及配位数;基于孔隙尺度的渗流模拟,实现了孔裂隙空间单相水的可视化渗流过程,并计算了3个方向的绝对渗透率。研究结果表明:羊场湾不粘煤中以片状孔隙群和大尺度互相垂直的裂隙发育为主,平均孔隙半径和喉道半径分别为106、27.79μm,平均配位数为3.45;在单相水渗流过程中,孔裂隙空间内的渗流速度明显高于流入流出端,3个方向的渗透率表现出明显的各向异性,其中y方向的绝对渗透率数值最大,x方向的渗透率最小。

• 单位
  辽宁工程技术大学; 辽源职业技术学院