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中高煤階煤儲層水力壓裂消突能量耗散特性
作者:呂閏生,金毅,劉高峰
關鍵字:能量耗散;消突;彈性能;煤儲層;煤基塊
論文來源:期刊
發(fā)表時間:2019年
煤儲層是一種三元孔隙結構和三相介質(zhì)系統(tǒng)組成的彈性體,煤儲層相比其它常規(guī)儲層對應力的響應更加敏感。水力壓裂前后煤儲層彈性能發(fā)生聚集與耗散,能量耗散特性決定了消突能量失控方式及機制。本文根據(jù)煤巖表面學、熱力學定律及中高煤階煤全應力-應變物理模擬實驗,提出了不同相態(tài)彈性能計算模型,探討了壓裂前后煤儲層彈性能聚集與耗散特性,建立了中高煤階煤儲層水力壓裂單位體積煤體消突能量計算模型,并界定壓裂消突能量指標臨界值。研究表明:煤基塊彈性能是煤儲層彈性能的主要組成部分,是破碎煤體的主要能量,煤基塊彈性余能(Ec)是發(fā)動突出動力,煤體破碎后剩余彈能(?W)是拋出煤體的動力;壓裂后區(qū)內(nèi)煤儲層彈性能減小,單位體積煤體彈性能和瓦斯膨脹能消突臨界值為21.22MJ、0.79MJ,對應的瓦斯含量和瓦斯壓力臨界值為7.54m3/t和0.77MPa。
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