吸附气体煤岩的宏--微观损伤力学机制研究的任务书.docx

吸附气体煤岩的宏--微观损伤力学机制研究的任务书
任务书
任务名称：吸附气体煤岩的宏-微观损伤力学机制研究
任务背景：
煤层气是一种重要的非常规天然气资源，其开发利用对我国能源结构调整、提高能源供应安全和保障经济可持续发展方面具有重要意义。而吸附气在煤层气开发中占据了重要的地位，在煤层气储层中，吸附气的储存通常占据了总气储量的70%以上。因此，对吸附气的研究，可为煤层气开发提供理论依据。
煤岩是具有高孔隙率和高压力饱和度的多孔介质，而煤层气的存在与运移与煤岩的孔隙结构紧密相关。吸附气与煤岩之间的相互作用，具有复杂的物理、化学和力学机制。对于煤岩吸附气的宏-微观损伤力学机制研究，可以为煤层气勘探开发提供重要的理论基础和技术支持。因此，该研究任务被提出。
任务目标：
本研究任务的目标是：探究煤岩与吸附气之间的宏-微观损伤力学机制，以揭示煤层气吸附在煤岩中的变化规律，为煤层气开发提供理论支持。
任务内容：
（1）煤岩结构与吸附气作用机制的研究，研究煤岩孔隙结构、孔隙连通性对吸附气存储和释放的影响，探究吸附气与煤岩之间的化学反应和表面作用机制。
（2）煤岩吸气压缩气孔隙结构变化的力学机制研究，对煤岩受压时的变形和损伤进行研究，并探讨煤岩压缩变形的特点和规律。
（3）吸附气压缩过程中的能量转化与传输机制研究，探讨吸附气压缩过程可以产生的热效应和声效应，研究煤岩吸附气的压缩及释放过程中的能量传输特性。
（4）煤岩吸附气释放的损伤机制研究，探索吸附气在煤岩中的释放机制，并研究释放过程对煤岩毛细压力、渗透率、裂隙演化等的影响。
（5）建立数值模型和实验验证，基于研究结果，建立数值仿真模型以预测煤层气勘探过程中吸附气在煤岩中的分布特征和应力分布规律，验证实验结果并优化煤层气勘探开发技术。
任务要求：
（1）在煤层气开发领域积累一定的理论和实践经验，具备多年的科研实战经验；
（2）熟练掌握煤层气储层地质特征、勘探开发技术等基础理论知识；
（3）熟悉煤岩材料力学、岩石力学、孔隙介质力学等相关学科的基本理论和研究方法，对煤岩弹性、塑性、损伤与断裂及流固耦合等力学问题有深入的研究；
（4）精通三维数值模拟软件和实验操作技术，能够熟练运用有限元方法或者离散元方法进行煤层气储层数值模拟；
（5）具有良好的沟通协调能力和团队合作精神，能够与研究团队成员协同完成项目研究。
预期成果：
完成本项目研究后，预期取得以下成果：
（1）揭示煤岩吸附气的宏-微观损伤力学机制，为深入理解煤层气勘探开发提供理论依据；
（2）建立吸附气在煤岩中的数值模拟模型，为煤层气勘探开发过程中的预测和优化提供技术支持；
（3）在本领域取得具有较高学术价值和应用前景的科研成果，并能够发表高水平的学术论文和相关专利。