煤層氣擴散理論2008年6月，閆寶珍、王延斌、倪小明通過計算研究表明，儲層條件下，煤納米級孔隙中甲烷存在3種擴散模式，且3種模式的擴散系數(shù)差別不大，比地表條件下擴散系數(shù)低1?2個數(shù)量級。2008年8月，易俊、姜永東、鮮學福、張渝提出了利用溫度梯度擴散模型建立超聲熱效應促進煤層瓦斯解吸一擴散的熱平衡方程和物質平衡方程，應用Matlab工具實現(xiàn)了聲場促進煤層瓦斯解吸擴散的數(shù)值模擬。為超聲波促進煤層瓦斯解吸一擴散，提高煤層瓦斯抽采率提供了分析的理論基礎。年3月，張時音、桑樹勛應用擴散理論模型模擬吸附擴散過程，研究吸附擴散的規(guī)律。研究表明：煤的孔隙結構是影響煤吸附擴散過程的主要因素。液態(tài)水對煤的潤濕性隨煤級增高而降低，對吸附擴散過程的影響逐漸減小，大孔和中孔發(fā)育的煤擴散速率較快，擴散系數(shù)高，過渡孔和微孔發(fā)育的煤相對擴散速率較慢，擴散系數(shù)低。2009年3月，易俊、姜永東、鮮學福在分析煤層微觀孔隙結構，以及煤層氣以游離氣形式存在煤的大孔隙和吸附狀態(tài)分布在微孔隙中的基礎上，提出了反映煤層氣在煤層微孔中吸附-擴散的簡化雙孔隙擴散數(shù)學模型；給出了煤層氣吸附-擴散過程的視擴散系數(shù)概念，以及數(shù)值模擬方法。年1月，陳富勇、琚宜文等指出構造煤的變形和結構變化以及吸附勢場的轉換才是構造煤吸附與解吸的內(nèi)在因素，是導致解吸過程不可逆性的根本原因。構造煤氣體擴散機理主要是由孔隙形狀、大小、連通性和多元氣體性質和狀態(tài)所決定的。年6月，石麗娜、杜慶軍、同登科建立了雙重介質煤層氣藏擬穩(wěn)態(tài)滲流數(shù)學模型。采用該模型研究了竄流和擴散機理對開發(fā)效果的影響。年7月，李建樓、嚴家平等通過模擬試驗結果表明：對于剛性圍巖中的煤體，當煤體瓦斯從游離態(tài)向吸附態(tài)轉化過程中，煤體總應力略微降低，孔隙壓力和有效應力隨時間分別按照對數(shù)規(guī)律減小和增大；煤體瓦斯向煤體外放散階段，瓦斯壓力和煤體總應力隨時間按照負指數(shù)規(guī)律降低，有效應力隨時間略有降低，瓦斯放散速度隨時間按照對數(shù)規(guī)律降低。2011年10月，張登峰、崔永君等通過實驗研究表明：Fick第二定律能夠很好地描述ch4及C02在不同煤階煤內(nèi)部的擴散行為；ch4和co2有效擴散系數(shù)隨著吸4242附溫度的升高而增大，同時有效擴散系數(shù)和煤階之間呈現(xiàn)U形關系；相同條件下,同種煤樣的CO2有效擴散系數(shù)高于ch4；CH4和CO2在不同煤階煤內(nèi)部的擴散主2442要受微孔內(nèi)部的表面擴散控制。年1月，馬勝、虞青松通過數(shù)學軟件Matlab中的偏微分方程求解器PDETOOLGUI(pedtool),可以形象直觀的模擬煤層中的煤層氣在儲層中擴散與分布。年4月，李志強、段振偉、景國勛經(jīng)過試驗研究得到：同溫同壓初始條件下的等效擴散系數(shù)隨溫度升高呈指數(shù)關系增大。同壓不同溫初始條件下的恒溫綜合擴散系數(shù)隨溫度升高呈先增大后降低的變化趨勢。溫度升高時，溫度與初始吸附量對綜合擴散系數(shù)具有相反的影響作用趨勢。不同溫度下，相同時間內(nèi)的擴散量取決于二者的配比關系。建立溫度影響下的理論擴散方程，數(shù)值模擬不同溫度下的全過程擴散特征。計算結果表明:隨著時間延長，各溫度下的恒溫擴散曲線呈多點交叉狀態(tài)，符合試驗關系。2012年10月，朱藝文、王宏圖等概括了煤層氣在煤中的擴散模式，分析了煤中煤層氣各種擴散模式的適用條件。年11月，胡素明、胥珍珍、任維娜等對煤儲層基質解吸氣擴散理論進一步探討，研究表明，無論基孔中的水能否被驅動，解吸氣都不能通過氣相擴散的方式運移。年4月，石軍太、李相方、徐兵祥等對煤儲層基質孔隙分類、煤儲層中氣水變化特征、基質孔隙中甲烷的動力學行為、煤層氣解吸模型、擴散模型、滲流模型和產(chǎn)氣模型進行了綜述和評論。為煤層氣開發(fā)提供理論依據(jù)，為煤層氣數(shù)值模擬提供理論基礎。年5月，郭愛華、汪永才對煤層氣解吸、擴散、運移理論等進行了分析，探討了影響煤層氣解吸擴散運移的地質因素。2013年6月，鄭遠攀、錢慎一、蘇曉珂采用擴散數(shù)據(jù)分析理論與計算流體力學技術相結合的方法，研究了甲烷和二氧化碳混合氣體的瞬時擴散特性的三維流場，并從云團分叉，逆風擴散和下風向擴散的非對稱性方面論證了數(shù)據(jù)的可靠性。通過對流場數(shù)據(jù)的處理，得到了甲烷和二氧化碳混合氣體的云團移動速度，濃度標準偏差和擴散系數(shù)等擴散特性分布率。2013年10月，伊向藝、吳紅軍、盧淵等通過實驗，探討了不同礦化度水對煤層甲烷解吸——擴散過程的影響情況。2013年10月，朱維耀、岳明等考慮煤層氣的解吸擴散過程，基于質量和動量守恒方程，建立了二區(qū)耦合的穩(wěn)態(tài)流動數(shù)學模型，推導出壓裂直井開發(fā)煤層氣的解析解和產(chǎn)能方程。根據(jù)此模型可以模擬計算壓裂井的產(chǎn)能及分析壓裂裂縫參數(shù)對產(chǎn)能的影響。2013年11月，聶百勝、楊濤、李祥春等進行了不同粒徑煤樣!不同溫度和不同吸附平衡壓力條件下的等溫吸附——解吸實驗。