دراسة محاكاة رقمية لتأثير تحرك مسحوق الفحم على نفاذية الفحم المتشقق

SHI HUI ,  

XIE TIANCHENG ,  

LIU ZILIANG ,  

JIANG ZHIKUN ,  

WEI YINGCHUN ,  

摘要

خلال عملية استخراج غاز الفحم، يحدث تحرك لمسحوق الفحم داخل المكمن، مما قد يسبب انسداد المسام والممرات مما يؤدي إلى انخفاض النفاذية، وبالتالي يؤثر على إنتاج غاز الفحم. لدراسة تأثير تحرك مسحوق الفحم على نفاذية المكمن المتشقق، تم إنشاء نموذج رقمي لحركة وتحرك مسحوق الفحم في ممرات المسام، وتم تطوير برنامج محاكاة رقمي لتحرك مسحوق الفحم باستخدام لغة البرمجة بايثون، حيث تمت محاكاة حركة مسحوق الفحم في شبكة مسامية لأساس الفحم المتشقق. تم مناقشة التغير في نفاذية المكمن المتشقق خلال عملية تحرك مسحوق الفحم وتأثير ذلك على النفاذية. أظهرت نتائج المحاكاة الرقمية أن فرق الضغط وحجم حبيبات مسحوق الفحم هما العاملان الرئيسيان المؤثران على نفاذية المكمن. في مرحلته الأولية، أدى تحرك مسحوق الفحم إلى انخفاض سريع في نفاذية المكمن، وتأثرت حركة وترسيب وطرد جسيمات مسحوق الفحم المختلفة بحجم الحبيبات بفرق الضغط. كلما زاد حجم حبيبات مسحوق الفحم، كان من الصعب تحريكها في ظل ظروف فرق ضغط منخفض وسرعة تدفق منخفضة، بينما يحدث التحرك تحت فرق ضغط مرتفع وسرعة تدفق عالية. مقارنة بمسحوق الفحم ذو الحبيبات الصغيرة، يسد مسحوق الفحم ذو الحبيبات الكبيرة المسام الفعالة بسهولة أكبر، مما يؤدي إلى انخفاض سريع في النفاذية. زيادة فرق الضغط تحرك مواقع ترسيب مسحوق الفحم باتجاه مخرج الممر، مما يؤدي إلى زيادة نطاق ترسيب مسحوق الفحم. عند حجم حبيبات مسحوق الفحم أقل من نصف قطر الممر، يوجد حد للضغط الدافع؛ إذا كان أقل من هذا الحد، تزداد سرعة انخفاض النفاذية مع زيادة الضغط الدافع، وإذا كان أكبر من هذا الحد، تقل سرعة انخفاض النفاذية مع زيادة الضغط الدافع. بالإضافة إلى ذلك، يجمع دمج بيانات التجربة الرقمية مع نتائج التجارب الفيزيائية لتحرك مسحوق الفحم أن نتائج المحاكاة الرقمية تتفق مع التغيرات في نفاذية الفحم المتشقق وترسيب مسحوق الفحم خلال عملية تحركه في التجارب الفيزيائية.

关键词

غاز الفحم; الفحم المتشقق; تحرك مسحوق الفحم; النفاذية; حجم حبيبات مسحوق الفحم; المحاكاة الرقمية

阅读全文