液氮半溶浸煤致裂增透试验研究
随着我国的经济持续快速发展,国内常规油气的开采已不能满足社会需求,所以加大非常规能源如煤层气的开发及利用是非常必要的。但国内煤储层都是低孔低渗透,所以在开采时需要人工造缝或使用压裂技术来改造储层使其增大渗透性以便于抽采。
本文在国家自然科学基金“低渗煤层注入液氮致裂机理研究”(Nos.51574139)和“饱和非饱和围岩峰后力学特性”(Nos.51274079)下进行研究,基于液氮与近井煤层的低温作用关系自创性的提出液氮半溶浸实验。研究饱水度、液氮冻融次数、温度梯度等多种因素对液氮注入下不同类型煤体内缺陷结构扩展的影响规律,分析得出:1.煤样纵波波速与煤岩密度呈正相关关系,与孔隙度呈负相关关系。
煤岩的强度和刚度越高,矿物颗粒越致密,其受液氮冻结的影响越小。2.煤岩液氮冻结损伤程度与含水率呈正相关关系,与温度梯度呈正相关关系。
3.煤岩冻结损伤程度与冻结次数呈正相关关系,且二次冻结损伤程度与含水率呈正相关关系,与孔隙度呈负相关关系。4.引入了裂尖应力强度因子和断裂韧度等概念,提出了煤岩裂隙断裂机制。