為了定量評(píng)價(jià)電脈沖水力壓裂煤巖體致裂效果,確定該技術(shù)適用于工程實(shí)踐中的電壓及水壓的加載量,設(shè)計(jì)了電脈沖水壓致裂超聲波檢測(cè)試驗(yàn)方案,并通過數(shù)值計(jì)算從損傷變量、裂縫擴(kuò)展寬度兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)定量表征該技術(shù)在不同加載條件下對(duì)煤巖體的致裂效果,及相較于單純靜水壓力壓裂的優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:（1）由于加載液電壓力存在的波動(dòng)性,其損傷程度在鉆孔周圍破壞最嚴(yán)重,隨著波動(dòng)壓力的減弱,煤巖體損傷程度逐漸降低;（2）損傷變量及裂縫寬度與加載電壓之間呈正相關(guān)關(guān)系,均隨著電壓的增加而增加;（3）通過損傷變量、裂縫寬度這兩個(gè)指標(biāo)定量分析了電脈沖水壓致裂煤體效果,可為煤層氣開采提供參考。 

【文章來源】：油氣藏評(píng)價(jià)與開發(fā). 2020,10(04)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

煤樣及超聲波掃描區(qū)域劃分

試驗(yàn)裝置采用課題組自主研發(fā)的電脈沖水力壓裂檢測(cè)系統(tǒng)（圖2）。選取合格煤樣，進(jìn)行4組加載測(cè)試試驗(yàn)。首先，對(duì)4組煤樣進(jìn)行加載前超聲波波速測(cè)試；測(cè)試完畢后將煤樣裝入剛性三軸壓力室，對(duì)每組煤樣均施加與所處地層相同的地應(yīng)力，即水平圍壓8.66 MPa，豎直軸壓7.28 MPa。1號(hào)煤樣裝填完畢后，向管道及煤樣內(nèi)加載3 MPa靜水壓力，并保持10 min，加載完畢吊出煤樣。按照上述步驟分別對(duì)2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)煤樣實(shí)施3 MPa靜水壓力作用下9、11、13 k V的脈沖放電，放電完畢后取出煤樣。然后利用超聲波檢測(cè)儀對(duì)4種加載條件下的煤巖體試塊波速進(jìn)行檢測(cè)，具體試驗(yàn)方案見表3。最后通過TST6250動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)試驗(yàn)前后超聲波速度的變化來計(jì)算煤巖體的損傷變量和裂縫寬度，評(píng)價(jià)煤巖體的損傷、破壞情況，最終獲得煤巖體在水中電脈沖作用下的裂紋斷裂、擴(kuò)展的演化規(guī)律。2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)前后，不同加載電壓條件下煤體的波速如圖3所示。由于4組煤樣選自同一礦區(qū)原煤，試驗(yàn)前在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)超聲波波速相差不大。試驗(yàn)后，相同檢測(cè)點(diǎn)在不同加載電壓條件下，隨著加載電壓的增加，波速不斷減小。同等電壓下，相同檢測(cè)點(diǎn)在試驗(yàn)前后波速變化明顯。由于加載的電脈沖水激波傳播具有波動(dòng)性，試驗(yàn)后不同加載條件下均出現(xiàn)越靠近鉆孔中心檢測(cè)點(diǎn)3的波速數(shù)值越�。ㄔ跈z測(cè)點(diǎn)3出現(xiàn)波谷），越靠近試塊邊緣波速數(shù)值越大的特點(diǎn)（在檢測(cè)點(diǎn)1、5出現(xiàn)波峰）。將檢測(cè)區(qū)域XY4系列的試驗(yàn)前后波速數(shù)值代入公式2、3中，分別計(jì)算得出電脈沖水壓致裂后煤體不同加載電壓條件下?lián)p傷變量及裂縫寬度。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2965121