中高煤階煤儲層水力壓裂消突能量耗散特性
writer：呂閏生，金毅，劉高峰
keywords：能量耗散；消突；彈性能；煤儲層；煤基塊
source：期刊
Issue time：2019年
煤儲層是一種三元孔隙結構和三相介質系統組成的彈性體，煤儲層相比其它常規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；壓裂后區內煤儲層彈性能減小，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。