水中脉冲放电压裂抽采煤层气机理与数值模拟研究

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英文篇名：Mechanism and numerical simulation of CBM extraction by pulsed discharge fracturing in water 作者：鲍先凯 ; 曹嘉星 ; 段东明 ; 赵金昌 ; 武晋文 英文作者：Bao Xiankai;Cao Jiaxing;Duan Dongming;Zhao Jinchang;Wu Jinwen;School of Civil Engineering, Inner Mongolia University of Science and Technology;School of Mining Technology, Taiyuan University of Technology;School of Science, North University of China; 关键词：高压电脉冲 ; 水中放电 ; 裂隙 ; 断裂能量 ; RFPA-Dynamic 英文关键词：high-voltage electrical pulse;;discharge in water;;crack;;break energy;;RFPA-Dynamic 中文刊名：KTDQ 英文刊名：Reservoir Evaluation and Development 机构：内蒙古科技大学土木工程学院;太原理工大学矿业工程学院;中北大学理学院; 出版日期：2019-04-26 出版单位：油气藏评价与开发 年：2019 期：v.9 基金：内蒙古自然科学基金“基于高压电脉冲水压致裂的低渗透性煤层气解吸增透效果试验研究”(2016MS0511);; 国家自然基金青年科学基金项目“岩石高温三轴压裂机理研究”(51504220);; 山西省自然科学基金“静水压力作用下脉冲放电水激波不同速率动载组合致裂低渗透煤层机理研究”(201701D121132) 语种：中文; 页：KTDQ201902015 页数：4 CN：02 ISSN：32-1825/TE 分类号：74-77

摘要

为了提高低渗透性煤体煤层气的开采效率,提出了水中脉冲放电压裂抽采煤层气技术,研究了水中高压电脉冲放电机理和煤体裂隙断裂扩展机理,并应用RFPA-Dynamic进行能量数值模拟计算。研究结果表明:在相同静水压力作用下,随着放电能量的增加,煤体产生裂隙更多,裂隙长度更长,宽度更宽,钻孔周围裂隙密度也更大。裂隙尖端应力随着加载时间和放电能量的增加而增加,裂隙更容易扩展。研究结果可为煤层气的开采提供一定的理论依据。
        In order to improve the production efficiency of coal-bed methane with low permeability,we proposed the CBM fracturing and recovery technique with pulsed discharge in water,studied the mechanism of high-voltage electrical pulse discharge in water and the fracture mechanism of coal fractures,and calculated the numerical simulation of energy by RFPA-Dynamic.The results showed that under the same hydrostatic pressure,and with the increase of discharge energy,the fissures increased,the fissure length got longer,the width got wider,and the fissure density around the borehole got larger.The tip stress of the fissure increased with the loading time and the discharge energy,so that the fissures expanded more easily.The research results could provide certain theoretical basis for the exploitation of CBM.

引文

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