電脈沖水壓致裂煤巖超聲波檢測評價方法
發(fā)布時間：2021-01-08 18:56
為了定量評價電脈沖水力壓裂煤巖體致裂效果,確定該技術(shù)適用于工程實踐中的電壓及水壓的加載量,設(shè)計了電脈沖水壓致裂超聲波檢測試驗方案,并通過數(shù)值計算從損傷變量、裂縫擴展寬度兩個評價指標定量表征該技術(shù)在不同加載條件下對煤巖體的致裂效果,及相較于單純靜水壓力壓裂的優(yōu)越性。實驗結(jié)果表明:（1）由于加載液電壓力存在的波動性,其損傷程度在鉆孔周圍破壞最嚴重,隨著波動壓力的減弱,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、裂縫寬度這兩個指標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】：油氣藏評價與開發(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
試驗裝置采用課題組自主研發(fā)的電脈沖水力壓裂檢測系統(tǒng)（圖2）。選取合格煤樣，進行4組加載測試試驗。首先，對4組煤樣進行加載前超聲波波速測試；測試完畢后將煤樣裝入剛性三軸壓力室，對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2號、3號、4號煤樣實施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儀對4種加載條件下的煤巖體試塊波速進行檢測，具體試驗方案見表3。最后通過TST6250動態(tài)存儲數(shù)據(jù)檢測儀監(jiān)測試驗前后超聲波速度的變化來計算煤巖體的損傷變量和裂縫寬度，評價煤巖體的損傷、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、擴展的演化規(guī)律。2.3 試驗結(jié)果分析
試驗前后，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，試驗前在檢測區(qū)域內(nèi)超聲波波速相差不大。試驗后，相同檢測點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，相同檢測點在試驗前后波速變化明顯。由于加載的電脈沖水激波傳播具有波動性，試驗后不同加載條件下均出現(xiàn)越靠近鉆孔中心檢測點3的波速數(shù)值越�。ㄔ跈z測點3出現(xiàn)波谷），越靠近試塊邊緣波速數(shù)值越大的特點（在檢測點1、5出現(xiàn)波峰）。將檢測區(qū)域XY4系列的試驗前后波速數(shù)值代入公式2、3中，分別計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】：
期刊論文
[1]煤層氣快速解吸方法研究[J]. 張波,胡維強,徐爽,費景亮,王威,王月勝,馬立濤. 非常規(guī)油氣. 2018(06)
[2]四川盆地涪陵地區(qū)頁巖酸壓裂縫滲透率實驗[J]. 房好青,郭天魁,王洋,翟乃城,曲占慶. 石油與天然氣地質(zhì). 2018(06)
[3]電脈沖水力壓裂煤體機理及裂縫效果評價[J]. 鮑先凱,段東明,曹嘉星,武晉文. 水利水電技術(shù). 2018(08)
[4]頁巖滲流模型及孔壓與溫度影響機理研究[J]. 趙瑜,王超林,曹漢,陳宇超,沈維克. 煤炭學(xué)報. 2018(06)
[5]NaCl溶液對電脈沖致裂煤體孔隙結(jié)構(gòu)影響的實驗研究[J]. 林柏泉,王一涵,閆發(fā)志,張祥良,楊威,朱傳杰. 煤炭學(xué)報. 2018(05)
[6]碎軟低滲高突煤層井下長鉆孔整體水力壓裂增透工程實踐[J]. 孫四清,張群,閆志銘,張儉,王永偉,鄭凱歌. 煤炭學(xué)報. 2017(09)
[7]高壓電脈沖水力壓裂法煤層氣增透的試驗與數(shù)值模擬[J]. 鮑先凱,楊東偉,段東明,武晉文. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(10)
[8]千米深井高瓦斯煤層W-S-W水力壓裂強化增透試驗研究[J]. 馬海峰,程志恒,張科學(xué),曹家明. 煤炭學(xué)報. 2017(07)
[9]頁巖滲透率測試方法研究與應(yīng)用[J]. 曹成,李天太,王暉,許小強,高潮. 天然氣地球科學(xué). 2016(03)
[10]深部低透氣性煤層上向穿層水力壓裂強化增透技術(shù)[J]. 蔡峰,劉澤功. 煤炭學(xué)報. 2016(01)
碩士論文
[1]重復(fù)電脈沖波煤巖致裂增滲效果巖石學(xué)分析[D]. 周曉亭.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[2]鉆孔注水高壓電脈沖致裂瓦斯抽放技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 李培培.太原理工大學(xué) 2010
本文編號：2965121
【文章來源】：油氣藏評價與開發(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
試驗裝置采用課題組自主研發(fā)的電脈沖水力壓裂檢測系統(tǒng)（圖2）。選取合格煤樣，進行4組加載測試試驗。首先，對4組煤樣進行加載前超聲波波速測試；測試完畢后將煤樣裝入剛性三軸壓力室，對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2號、3號、4號煤樣實施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儀對4種加載條件下的煤巖體試塊波速進行檢測，具體試驗方案見表3。最后通過TST6250動態(tài)存儲數(shù)據(jù)檢測儀監(jiān)測試驗前后超聲波速度的變化來計算煤巖體的損傷變量和裂縫寬度，評價煤巖體的損傷、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、擴展的演化規(guī)律。2.3 試驗結(jié)果分析
試驗前后，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，試驗前在檢測區(qū)域內(nèi)超聲波波速相差不大。試驗后，相同檢測點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，相同檢測點在試驗前后波速變化明顯。由于加載的電脈沖水激波傳播具有波動性，試驗后不同加載條件下均出現(xiàn)越靠近鉆孔中心檢測點3的波速數(shù)值越�。ㄔ跈z測點3出現(xiàn)波谷），越靠近試塊邊緣波速數(shù)值越大的特點（在檢測點1、5出現(xiàn)波峰）。將檢測區(qū)域XY4系列的試驗前后波速數(shù)值代入公式2、3中，分別計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】：
期刊論文
[1]煤層氣快速解吸方法研究[J]. 張波,胡維強,徐爽,費景亮,王威,王月勝,馬立濤. 非常規(guī)油氣. 2018(06)
[2]四川盆地涪陵地區(qū)頁巖酸壓裂縫滲透率實驗[J]. 房好青,郭天魁,王洋,翟乃城,曲占慶. 石油與天然氣地質(zhì). 2018(06)
[3]電脈沖水力壓裂煤體機理及裂縫效果評價[J]. 鮑先凱,段東明,曹嘉星,武晉文. 水利水電技術(shù). 2018(08)
[4]頁巖滲流模型及孔壓與溫度影響機理研究[J]. 趙瑜,王超林,曹漢,陳宇超,沈維克. 煤炭學(xué)報. 2018(06)
[5]NaCl溶液對電脈沖致裂煤體孔隙結(jié)構(gòu)影響的實驗研究[J]. 林柏泉,王一涵,閆發(fā)志,張祥良,楊威,朱傳杰. 煤炭學(xué)報. 2018(05)
[6]碎軟低滲高突煤層井下長鉆孔整體水力壓裂增透工程實踐[J]. 孫四清,張群,閆志銘,張儉,王永偉,鄭凱歌. 煤炭學(xué)報. 2017(09)
[7]高壓電脈沖水力壓裂法煤層氣增透的試驗與數(shù)值模擬[J]. 鮑先凱,楊東偉,段東明,武晉文. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(10)
[8]千米深井高瓦斯煤層W-S-W水力壓裂強化增透試驗研究[J]. 馬海峰,程志恒,張科學(xué),曹家明. 煤炭學(xué)報. 2017(07)
[9]頁巖滲透率測試方法研究與應(yīng)用[J]. 曹成,李天太,王暉,許小強,高潮. 天然氣地球科學(xué). 2016(03)
[10]深部低透氣性煤層上向穿層水力壓裂強化增透技術(shù)[J]. 蔡峰,劉澤功. 煤炭學(xué)報. 2016(01)
碩士論文
[1]重復(fù)電脈沖波煤巖致裂增滲效果巖石學(xué)分析[D]. 周曉亭.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[2]鉆孔注水高壓電脈沖致裂瓦斯抽放技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 李培培.太原理工大學(xué) 2010
本文編號：2965121
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/2965121.html
最近更新
教材專著
