Моделирование фильтрационного процесса в угольном пласте, вмещающем зону нарушенности, насыщенную сорбированным и свободным метаном

• Дата: 2016
• Автори: Минеев, С.П., Прусова, А.А., Сапегин, В.Н., Янжула, А.С., Кишкань, М.А.
• Формат: Стаття
• Мова: Russian
• Опубліковано: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2016
• Назва видання: Геотехнічна механіка
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/138309
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Моделирование фильтрационного процесса в угольном пласте, вмещающем зону нарушенности, насыщенную сорбированным и свободным метаном / С.П. Минеев, А.А. Прусова, В.Н. Сапегин, А.С. Янжула, М.А. Кишкань // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2016. — Вип. 130. — С. 20-42. — Бібліогр.: 32 назв. — рос.

Рассмотрено исходное состояние зоны тектонического нарушения в геомеханическом пространстве углепородного массива и определены энергетический потенциал этой зоны и объем запасенного ею метана. Установлена закономерность изменения потенциальной энергии упругой деформации, позволяющая выполнять оценку потенциальной энергии конформеров молекулярной структуры угля, обуславливающих ее деформирование в области опорного давления. Построена модель трещиновато-пористой структуры угля в области нарушенности, состоящая из фрагментов различного масштабного уровня в иерархической структуре угля. Моделирование фильтрационного процесса из угольного пласта основывалось на представлении угольного пласта как структурно-неоднородной системы в виде комбинаций нескольких участков, каждый из которых описывается средними значениями пористости и газовой проницаемости по методике Басниева К.С. Это позволяет для каждой комбинации участков пласта воспользоваться уравнением фильтрации Желтова Ю.П. Задачу о десорбции метана из ядра зоны нарушенности угольного пласта, свели к задаче о суммарной диффузии метана из угольных фрагментов, разделенных нарушенной структурой угля. Для единичного источника десорбция описывается уравнением диффузии в сферических координатах. При установлении энергии активации и коэффициента диффузии использовалась модель Пейса-Дейтинера. Это позволило в задаче учесть такие основные параметры: константы, определяющие деформацию нарушенной структуры угля; параметры потенциала Ленарда-Джонса, характеризующие энергетическую связь между структурой угля и молекулами метана; диаметр молекулы метана и длину ее свободного диффузионного скачка; температуру угольного пласта.