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(guān)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(jié)構(gòu)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(yīng)力的響應(yīng)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(xué)、熱力學(xué)定律及中高煤階煤全應(yīng)力-應(yīng)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(yīng)的瓦斯含量和瓦斯壓力臨界值為7.54m3/t和0.77MPa。