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循环冷加载条件下受载煤样结构损伤规律 被引量：18
1
作者 李和万 王来贵 +3 位作者 张豪 张春会 周浩 耿岩岩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2345-2352,共8页
煤体是具有孔隙、裂隙结构的固体介质,孔隙的贯通程度、裂隙的宽度是煤层渗透能力的重要指标,为了使煤体裂隙结构发生损伤而达到增透的目的,对三轴受载煤样进行注液氮冷加载实验,利用液氮注入钻孔煤实验装置系统对煤样施加4 MPa围压,分... 煤体是具有孔隙、裂隙结构的固体介质,孔隙的贯通程度、裂隙的宽度是煤层渗透能力的重要指标,为了使煤体裂隙结构发生损伤而达到增透的目的,对三轴受载煤样进行注液氮冷加载实验,利用液氮注入钻孔煤实验装置系统对煤样施加4 MPa围压,分别进行多周期冷加载作用,通过高倍相机、金相显微镜、声波测速仪和CT成像系统观测煤样表面裂隙宽度、波速衰减率及内部结构损伤情况。根据单轴压缩实验的应力-应变曲线,分析煤样结构随冷加载周期的变化规律。结果表明:(1)煤样裂隙结构损伤程度随冷加载周期的增加而增大,损伤速率随注液氮周期的增加呈现先增加后降低的非线性变化规律;(2)煤样经6周期注液氮冷加载后表面发生颗粒脱落,经过7周期注液氮冷加载后发生宏观碎裂;(3)冷加载对煤样原生裂隙损伤效果显著,并沿着层理方向延伸。液氮冷加载能使煤体结构发生显著损伤,这为冲击地压灾害防治与瓦斯治理提供了新的方法。 展开更多
关键词 循环冷加载 裂隙结构 液氮 损伤规律
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页岩储层超临界CO_(2)增透规律实验 被引量：4
2
作者 吴迪 耿岩岩 +2 位作者 肖晓春 苗丰 翟文博 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期66-72,共7页
为研究超临界CO_(2)对页岩储层的增透效果,利用自主研制的岩石三轴渗流实验装置,开展超临界CO_(2)注入页岩储层增透规律研究。研究结果表明:页岩储层CH 4渗透率随孔隙压力增加呈负指数变化,页岩样品注入超临界CO_(2)后增透效果显著,CH_... 为研究超临界CO_(2)对页岩储层的增透效果,利用自主研制的岩石三轴渗流实验装置,开展超临界CO_(2)注入页岩储层增透规律研究。研究结果表明:页岩储层CH 4渗透率随孔隙压力增加呈负指数变化,页岩样品注入超临界CO_(2)后增透效果显著,CH_(4)渗透率最大可提高103.98%(3号样品);恒温条件下,注入压力为9.0 MPa时超临界CO_(2)增透效果好于8.0 MPa,随着超临界CO_(2)注入压力逐渐增加至10.0 MPa,页岩开始出现裂化现象;实验温度为35~55℃,超临界CO_(2)对于页岩的增透效果随着温度的增加而降低,波速衰减率和孔隙度随着温度的升高分别下降0.15、0.90个百分点,波速衰减率与温度呈线性递减关系。研究成果可为超临界CO_(2)强化页岩气开发过程中提高页岩气储层渗透性提供理论依据。 展开更多
关键词 页岩气 超临界CO_(2) 增透率 温度 波速衰减率
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N_(2)/CO_(2)混合气注入对页岩力学特性影响规律研究
3
作者 吴迪 徐绍桐 +2 位作者 苗丰 翟文博 耿岩岩 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期176-185,共10页
工业废气经脱硫注氨处理后,气体主要成分为N_(2)/CO_(2)。基于减少能源消耗,利用页岩储层有效封存CO_(2)的思想,开展N_(2)/CO_(2)混合气注入对页岩力学特性影响规律研究。以四川省龙马溪组黑色露头页岩为试验研究对象,开展恒温恒压条件... 工业废气经脱硫注氨处理后,气体主要成分为N_(2)/CO_(2)。基于减少能源消耗,利用页岩储层有效封存CO_(2)的思想,开展N_(2)/CO_(2)混合气注入对页岩力学特性影响规律研究。以四川省龙马溪组黑色露头页岩为试验研究对象,开展恒温恒压条件下,不同浓度配比N_(2)/CO_(2)混合气注入页岩试验,利用单轴压缩试验和巴西劈裂试验,分析N_(2)/CO_(2)混合气中CO_(2)浓度对于页岩力学特性的影响。研究结果表明:页岩试件经N_(2)/CO_(2)二元混合气浸泡后,混合气中随CO_(2)浓度的增加和相变,试件孔隙增长率呈现先增大后减小趋势,孔隙增长率为34.91%~110.6%;页岩试件的强度和泊松比先降低后增大,弹性模量先增大后降低,单轴抗压强度损失率为37.5%~69.1%,抗拉强度损失率为35.3%~85.4%,弹性模量增幅37.5%~54.7%,泊松比损失率为11.8%~20.6%;混合气中CO_(2)浓度和相态变化对页岩损伤强度有较大影响,损伤因子先增大后降低,页岩表现出明显脆性破坏特征,主要破坏模式为劈裂破坏。初步分析表明:页岩在混合气作用下孔隙结构发生改变。当CO_(2)为气态时,页岩吸附CO_(2),孔隙产生范德华力,使页岩基质膨胀,天然孔裂隙扩展,孔隙增幅加大,强度降低;当CO_(2)为超临界状态时,混合气中SC-CO_(2)(超临界二氧化碳)对页岩有机矿物质溶解能力,随SC-CO_(2)浓度增加而减弱,孔隙增幅降低,强度衰减率降低。混合气中SC-CO_(2)浓度为11.33 mol/L时,溶解有机质能力最强,页岩孔隙度最大,脆性最高,力学性质劣化效果最明显。 展开更多
关键词 CO_(2)封存 N_(2)/CO_(2)混合气 页岩力学特性 单轴压缩 巴西劈裂
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