本文關(guān)鍵詞：煤巖電脈沖應(yīng)力波致裂增滲行為與機(jī)理

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【摘要】：電脈沖應(yīng)力波致裂增滲是一項(xiàng)基于脈沖功率技術(shù)而研發(fā)的煤儲(chǔ)層增滲新技術(shù),有關(guān)該技術(shù)的致裂增滲行為與機(jī)理尚不清楚。為此,本文以肥煤、瘦煤和無煙煤大塊煤樣為研究對(duì)象,利用搭建的沖擊波致裂實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在金屬絲和5g、10g、15g含能彈共4種脈沖加載方式下對(duì)13塊大型煤樣開展了重復(fù)沖擊致裂實(shí)驗(yàn),采集了每塊煤樣在不同沖擊次數(shù)下的樣品并進(jìn)行了孔裂隙結(jié)構(gòu)、滲透性等測(cè)試,分析了電脈沖應(yīng)力波作用下煤的孔隙結(jié)構(gòu)演變特征,研究了宏觀裂隙、微裂隙的擴(kuò)展演化規(guī)律,通過數(shù)值模擬探討了影響電脈沖應(yīng)力波致裂效果的關(guān)鍵因素,揭示了電脈沖應(yīng)力波的致裂增滲機(jī)理。結(jié)果表明,電脈沖應(yīng)力波能夠改善煤的孔裂隙結(jié)構(gòu),增加孔隙之間的連通性,提高煤儲(chǔ)層的滲透性,是一項(xiàng)行之有效的煤儲(chǔ)層增滲技術(shù)。孔隙和裂隙的擴(kuò)展演化分別有3種和4種模式,裂隙擴(kuò)展演化具有階段性特征,新生裂隙主要來源于原生裂隙的進(jìn)一步擴(kuò)展,微裂隙發(fā)育具有顯微組分選擇性。裂隙擴(kuò)展方式先以延伸擴(kuò)展為主而后過渡為分叉擴(kuò)展。應(yīng)力波峰值壓力、沖擊次數(shù)與致裂效果之間具有最佳范圍值,地應(yīng)力對(duì)致裂效果具有強(qiáng)烈的抑制作用,彈性模量和抗拉強(qiáng)度是影響致裂效果的主要煤巖力學(xué)參數(shù)。在電脈沖應(yīng)力波作用范圍內(nèi)可形成裂隙區(qū)和震動(dòng)區(qū),裂隙區(qū)是滲透性改造的核心區(qū)。沖擊波對(duì)煤體的反復(fù)沖擊,能夠降低毛細(xì)管對(duì)流體的束縛滯留效應(yīng),提高儲(chǔ)層流體的流動(dòng)性。
【關(guān)鍵詞】：電脈沖應(yīng)力波 致裂 增滲 煤儲(chǔ)層 孔裂隙結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE377
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• Extended Abstract7-21
• 1 緒論21-33
• 1.1 研究意義21-22
• 1.2 研究現(xiàn)狀22-29
• 1.3 現(xiàn)存問題29-30
• 1.4 研究方案30-33
• 2 煤巖電脈沖應(yīng)力波致裂物理模擬實(shí)驗(yàn)33-44
• 2.1 樣品及其地質(zhì)背景33-35
• 2.2 樣品加工及基本性質(zhì)35-38
• 2.3 實(shí)驗(yàn)原理與裝置38-39
• 2.4 實(shí)驗(yàn)過程及分析方法39-43
• 2.5 小結(jié)43-44
• 3 電脈沖應(yīng)力波作用下煤巖基質(zhì)孔滲性變化44-106
• 3.1 煤儲(chǔ)層孔滲性測(cè)試及研究方法44-47
• 3.2 應(yīng)力波作用下煤巖孔隙結(jié)構(gòu)調(diào)整47-85
• 3.3 應(yīng)力波作用下煤巖孔隙結(jié)構(gòu)分形特征85-94
• 3.4 應(yīng)力波作用下的煤巖基質(zhì)滲透性改變94-104
• 3.5 小結(jié)104-106
• 4 電脈沖應(yīng)力波作用下煤巖裂隙演化規(guī)律106-155
• 4.1 煤巖應(yīng)力波致裂效果及裂隙表征方法106-107
• 4.2 煤巖宏觀裂隙增生與演化107-123
• 4.3 煤巖微裂隙增生與演化123-133
• 4.4 X-CT表征的煤巖三維裂隙演化133-153
• 4.5 小結(jié)153-155
• 5 煤巖電脈沖應(yīng)力波致裂數(shù)值模擬155-169
• 5.1 數(shù)值模擬軟件特點(diǎn)與可行性155-157
• 5.2 數(shù)值模擬方案157-160
• 5.3 煤巖電脈沖應(yīng)力波致裂效果影響因素分析160-167
• 5.4 小結(jié)167-169
• 6 煤巖電脈沖應(yīng)力波致裂增滲機(jī)理探討169-179
• 6.1 電脈沖應(yīng)力波傳播衰減規(guī)律169-170
• 6.2 煤巖孔裂隙結(jié)構(gòu)擴(kuò)展演化模式170-176
• 6.3 煤巖電脈沖應(yīng)力波致裂增滲機(jī)理176-177
• 6.4 小結(jié)177-179
• 7 結(jié)論179-183
• 參考文獻(xiàn)183-195
• 作者簡介195-197
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集197

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本文編號(hào)：755033