Durante el proceso de extracción de gas de carbón, el polvo de carbón en el yacimiento puede desplazarse, lo que puede causar obstrucción de poros y cuellos de botella, provocando una disminución de la permeabilidad y afectando así la producción de gas de carbón. Para investigar el efecto del movimiento del polvo de carbón sobre la permeabilidad de reservorios de carbón fracturado, se estableció un modelo numérico de transporte y sedimentación del polvo en canales porosos. Se desarrolló un programa de simulación numérica del movimiento del polvo de carbón basado en Python, simulando el transporte del polvo en la red porosa de la matriz de carbón fracturado. Se exploraron las reglas de cambio de la permeabilidad de los reservorios fracturados durante el proceso de transporte del polvo y el impacto del movimiento del polvo sobre la permeabilidad. Los resultados de la simulación numérica muestran que la diferencia de presión y el tamaño de las partículas de polvo son dos factores clave que afectan la permeabilidad del reservorio. En la fase inicial de la simulación, el movimiento del polvo reduce rápidamente la permeabilidad del reservorio. El transporte, sedimentación y expulsión de partículas de polvo de distintos tamaños están influenciados adicionalmente por la diferencia de presión. Cuanto mayor es el tamaño del polvo, más difícil es iniciar su movimiento en condiciones de baja presión diferencial y baja velocidad de flujo, mientras que bajo alta presión diferencial y velocidad elevada, ocurre el transporte. En comparación con el polvo de partículas pequeñas, el polvo de mayor tamaño obstruye más fácilmente los poros efectivos, provocando una rápida caída de la permeabilidad. El aumento de la diferencia de presión desplaza el lugar de sedimentación del polvo hacia la salida, ampliando la zona de sedimentación. Cuando el tamaño del polvo es menor que el radio del cuello, existe un valor umbral de presión de desplazamiento; por debajo de este valor, la velocidad de disminución de la permeabilidad aumenta con la presión; por encima de este umbral, la velocidad de disminución disminuye con el aumento de la presión. La combinación de los datos de simulación numérica con los resultados de experimentos físicos sobre el movimiento del polvo indica que los resultados del modelo numérico coinciden con los cambios en la permeabilidad del carbón fracturado y la sedimentación del polvo observados en los experimentos físicos.

gas de carbón; carbón fracturado; movimiento de polvo de carbón; permeabilidad; tamaño de partículas de polvo; simulación numérica