高温处理后花岗岩应力作用下渗透特性演化研究

作者：李林林; 朱俊福; 靖洪文^*; 贺立新; 陈颖

来源：煤炭科学技术, 2021, 49(07): 45-50.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2021.07.006

• 渗透系数
• 高温
• 达西定律
• 围压
• 花岗岩

随着核废料处置、地下煤层气开发、地热资源的开采利用等领域的蓬勃发展,高温处理后岩石物理力学性质和渗透特征演化规律备受关注。为了对不同高温处理后花岗岩试样渗透特性进行研究,采用实验室试验的方法,设定围压10～30 MPa,进水口压力低于相应围压区间并逐渐增大,选用GWD-02A型高温炉对加工好的花岗岩试样进行高温加热,将花岗岩试样分别加温至200、300、400、500、600、800℃,采用全自动岩石渗透率测试系统对高温处理后花岗岩试样开展一系列渗透试验。通过测量不同温度作用后花岗岩试样直径、高度以及质量,得到不同温度花岗岩的密度;采用PDSSW声波检测仪对不同高温处理后花岗岩纵波波速进行测试,得到波速与密度随温度变化情况;分析高温对花岗岩密度和波速的影响,得出高温处理后花岗岩试样体积流速与压力梯度的关系,分析得出渗透系数和导水系数与围压和温度的关系。研究结果表明:(1)随着温度的升高,花岗岩内部微裂纹逐渐发育,纵波波速与密度逐渐减小。(2)压力梯度与体积流速呈现线性关系,可用线性达西定律进行描述,随着温度的升高,等效渗透系数表现为逐渐增加的趋势,且温度越高,增大幅度越显著,试验结果可以用指数函数很好地拟合。(3)对于同一种高温处理后的试样,随着围压的升高,导水系数表现为减小的趋势。

• 单位
  深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学