煤层脉动水力压裂实验研究：脉动参量影响与优化工艺

"煤层脉动水力压裂中脉动参量作用特性的实验研究" 本文主要探讨了脉动水力压裂技术在煤层开采中的应用，通过实验研究了脉动参量（包括脉动频率和脉动压力）对压裂效果的影响。实验采用了力学特性接近实际煤体的型煤试样，以模拟真实的煤层环境。研究发现，脉动水力压裂相较于传统的静态压裂，能够在较低的压力下破坏煤样，这主要是由于脉动水流导致的煤体疲劳破坏。脉动压裂过程可以分为三个阶段：脉动水填充初始裂隙、裂隙发育与扩展以及裂隙贯通。 在不同的脉动频率下，煤层裂隙的发育情况有所不同。实验结果显示，当脉动频率较低时，裂隙发育更为充分。具体来说，选择24 Hz的脉动频率可以确保煤层的渗透性提升和脉动压裂效率。然而，实施脉动水力压裂时，应当适当地控制脉动压力，以确保脉动水在煤体内部有足够的时间进行作用，从而更有效地扩展和连接裂隙。 基于这些发现，研究者提出了“双频-双压”压裂工艺，即结合两种不同的脉动频率和压力进行压裂作业，旨在优化压裂效果，提高煤层的渗透性和压裂效率。这一工艺有望在实际煤炭开采中实现更高效的脉动水力压裂，降低开采成本，同时减少对煤层结构的破坏。 关键词涵盖了脉动水力压裂的核心要素，如脉动频率、脉动压力、参量组合、疲劳破坏和煤层渗透性提升。这项研究属于行业研究领域，对理解煤层开采中的水力压裂技术及其优化具有重要意义，同时也为未来在其他地质条件下的应用提供了理论基础和实验依据。