高压电脉冲水力压裂法煤层气增透的试验与数值模拟

发布时间：2018-07-04 07:29

  本文选题：岩石力学 + 瓦斯抽采　； 参考：《岩石力学与工程学报》2017年10期

【摘要】：为了提高低渗透性煤层气的抽采效率,揭示高压电脉冲水力压裂技术对煤体产生裂缝的效果及裂缝的扩展演化规律,通过实验室试验,对煤样进行单纯静水压裂(3 MPa)和相同水压力(3 MPa)、不同放电电压(5,10 k V)条件下的高压电脉冲水力压裂试验,应用CT扫描技术分析了煤样内部裂纹的起裂、发展、分布情况;建立数值模拟分析水压电脉冲作用下裂隙的发展规律和裂缝周边的应力分布情况。研究结果表明:在相同静水压力作用下,高压电脉冲水力压裂煤层比单纯静水压力致裂效果明显;放电电压越高,在裂隙尖端产生的拉应力值越大,煤体易产生疲劳损伤破坏,裂隙易产生、易发展;放电电压越高,裂纹数量越多,裂纹的起裂时间更早,裂缝延伸长度更长,宽度更宽,致裂效果更好;可证明高压电脉冲水力压裂煤层方法有效,技术可行。
[Abstract]:In order to improve the extraction efficiency of low permeability coalbed methane and to reveal the effect of high pressure electric pulse hydraulic fracturing technology on the fracture of coal body and the law of fracture propagation and evolution, the laboratory tests were carried out. The hydraulic fracturing test of high pressure electric pulse under the conditions of simple hydrostatic fracturing (3 MPA), same water pressure (3 MPA) and different discharge voltage (510 kV) was carried out. The initiation, development and distribution of internal cracks in coal samples were analyzed by CT scanning technique. A numerical simulation was established to analyze the fracture development law and stress distribution around the fracture under the action of hydro-electric pulse. The results show that under the same hydrostatic pressure, the fracture effect of high pressure electric pulse hydraulic fracturing coal seam is better than that of pure hydrostatic pressure, and the higher the discharge voltage, the greater the tensile stress at the crack tip, and the more fatigue damage and damage of coal body. The higher the discharge voltage, the more the number of cracks, the earlier the crack initiation time, the longer the extension length, the wider the width and the better the fracture effect. The technology is feasible.
【作者单位】： 内蒙古科技大学土木工程学院;太原理工大学矿业工程学院;中北大学理学院;
【基金】：国家自然基金青年科学基金项目(51504220) 山西省煤层气联合研究基金资助项目(2012012012) 内蒙古自然科学基金(2016MS0511)~~
【分类号】：TD712.6

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本文编号：2095293