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摘要
煤层气开采过程中，由于裂隙与基质渗透率性能差异性较大，导致储层在长时间内都将处于非平衡的动态调整阶段。然而目前大多数的试验和渗透率模型只考虑某一固定气体压力的影响，这极大的限制了对非平衡状态下储层气体流动的研究。为此，本研究基于储层为双重孔隙介质的概念，考虑开采过程中基质-裂隙不同的孔隙压力、解吸变形和力学作用对裂隙开度演化的影响，提出了一种预测气体在非平衡状态下的渗透率模型，并用现场数据进行了验证。进一步地将渗透率模型代入气体流动方程，采用有限元软件分析了岩芯内基质-裂隙的孔隙压力和渗透率随时空的演变规律。研究结果表明：在岩芯解吸过程中(1)岩芯内裂隙气体压力受扰动范围大于基质气体压力；(2)基质-裂隙气体压力和渗透率沿岩芯长度呈现非线性分布；(3)基质-裂隙渗透率变化趋势相同。研究结果能够正确认识非平衡状态下煤层中气体流动，对煤层气的开采提供了理论指导。
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单位山东省土木工程防灾减灾重点实验室; 山东科技大学
