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深层煤岩脉冲水力压裂裂缝扩展与疲劳损伤机理
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作者 杨睿月 陆美全 +4 位作者 李敖 成浩瑾 井美洋 黄中伟 李根生 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第4期948-958,共11页
融合室内物模实验与机器学习主控因素分析,探索深层煤岩脉冲水力压裂可行性,揭示脉冲压裂煤岩裂缝扩展规律及脉冲载荷的作用机制。研究表明:脉冲水力压裂通过诱发煤体疲劳破坏,可有效降低破裂压力,提升裂缝网络体积。低垂向应力差异系数... 融合室内物模实验与机器学习主控因素分析,探索深层煤岩脉冲水力压裂可行性,揭示脉冲压裂煤岩裂缝扩展规律及脉冲载荷的作用机制。研究表明:脉冲水力压裂通过诱发煤体疲劳破坏,可有效降低破裂压力,提升裂缝网络体积。低垂向应力差异系数(小于0.31)、低峰值压力比(小于0.9)与高水平应力差异系数(大于0.13)、高脉冲幅度比(大于等于0.5)、高脉冲频率(大于等于3 Hz)利于降低破裂压力;高垂向应力差异系数(大于等于0.31)、高脉冲幅度比(大于等于0.5)与低水平应力差异系数(小于等于0.13)、低峰值压力比(小于0.9)、低脉冲频率(小于3Hz)利于促进复杂缝网形成。垂向应力和峰值压力是影响脉冲水力压裂改造效果最主要的地质和工程参数。煤阶不同,其地质力学特征和天然裂缝发育情况也不同,脉冲水力压裂的主控机制也不同,低阶煤主要表现为基质强度的劣化,高阶煤以激活天然裂缝和层理面为主,中阶煤则基质强度劣化与微裂缝连通并存。脉冲水力压裂通过“劣化基质强度+提升缝网连通度”双机制形成复杂缝网。 展开更多
关键词 深层煤岩气 脉冲水力压裂 煤阶 疲劳损伤 基质强度劣化 破裂压力 微裂缝连通 复杂缝网
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