Resumen

La existencia del efecto agua-metano en el carbón gaseoso se ha verificado mediante pruebas de campo y experimentos de laboratorio. Sin embargo, aún no se ha establecido un modelo matemático de metano impulsado por agua que tenga en cuenta la adsorción y desorción de metano. Basándose en el proceso de metano impulsado por agua, se establece un modelo matemático de acoplamiento fluido-sólido del metano impulsado por agua. La fiabilidad del modelo se verifica mediante los resultados de un experimento físico de metano impulsado por agua y utilizando una solución del software COMSOL Multiphysics. Se analizan las regularidades de la distribución espacio-temporal de la presión de poros, la saturación bifásica agua-metano y el gradiente de presión de poros en el proceso de impulsión de metano por agua. Los resultados revelan lo siguiente (1) El modelo matemático de acoplamiento fluido-sólido agua-metano para el carbón poroso es fiable. (2) En el proceso agua-metano, hay una zona creciente y una zona decreciente de presión de poros en la muestra de carbón. La zona de aumento de la presión de los poros está más cerca del lado de la entrada de agua, y su área disminuye gradualmente. La zona de disminución de la presión de poros está más cerca del lado de la salida de metano, y su área aumenta gradualmente. Con el tiempo, la presión de metano en la zona de aumento de la presión de poros primero aumenta y luego disminuye, y la presión de metano en la zona de disminución de la presión de poros disminuye continuamente. La tasa de cambio (aumento o disminución) de la presión de metano disminuye gradualmente desde ambos extremos hacia el centro de la muestra de carbón. (3) La curva de la saturación de agua con el tiempo cambia de una curva cóncava inferior a una línea recta, mientras que la curva de la saturación de metano con el tiempo cambia de una curva convexa superior a una línea recta. La saturación de metano en la zona de presión de poros decreciente es mayor que la de la zona de presión de poros creciente. Con el tiempo, la saturación de agua de un punto específico en el espacio aumenta continuamente mientras que su saturación de metano disminuye continuamente. Tanto la tasa de aumento de la saturación de agua como la tasa de disminución de la saturación de metano se reducen gradualmente con el tiempo. (4) El gradiente de presión de los poros a lo largo de la dirección de conducción primero disminuye y luego aumenta. La zona de disminución del gradiente de presión de poros se encuentra en la zona de aumento de la presión de poros, y la zona de aumento del gradiente de presión de poros se encuentra en la zona de disminución de la presión de poros. Con el tiempo, el gradiente de presión de poros en el lado de la entrada de agua aumenta, y su tasa de aumento disminuye. El gradiente de presión de poros en el lado de la salida de metano disminuye, y su tasa de disminución disminuye. La tasa de aumento del gradiente de presión de poros en el lado de la entrada de agua es mayor que la tasa de disminución del gradiente de presión de poros en el lado de la salida de metano.

• Materias:Hidrología Permeabilidad Petróleo Yacimientos minerales Minería Geofluidos
• Subjects:Hydrology Permeability Petroleum Mineral deposits Mining Geofluids
• Palabras claves:zona de poro, gradiente de presión de poro, presión de poro, saturación de metano, salida de metano, presión de metano, saturación de agua, modelo matemático, proceso de metano, muestra de carbón
• Keywords:zone of pore, pore pressure gradient, pore pressure, methane saturation, methane outlet, methane pressure, water saturation, mathematical model, methane process, coal sample