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多场多相耦合下多孔介质压裂-渗流试验系统的研制与应用
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030, [2]重庆大学资源及环境科学学院,重庆400030, [3]重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆400030
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB201203);国家自然科学基金资助项目(51434003,51374256)
中文摘要:

自行研制了多场多相耦合下多孔介质压裂-渗流试验系统。该系统由主机、电液伺服液压泵站、气压与水压供给系统、测量与控制系统等组成,最大轴向压力1000kN、最大围压60MPa,试件尺寸为φ50mm×100mm和φ100×200mm两种。该系统具有如下特点:(1)可以模拟多孔介质不同地应力、不同采动应力、不同温度、不同流体压力等多场耦合条件下的试验研究;(2)可以进行不同地应力、不同水压、不同温度条件下岩样的水力压裂试验,并可以精确测量压裂过程中岩样的应力、变形等的变化情况;(31可以进行不同地应力及采动应力条件下多孔介质水、气等多相流体的渗流试验研究;(4)设计真空系统,可对系统内部的真空度进行控制,使试验条件控制更加精确;(5)系统主体部件围压室设计吊装在提升机构上并可进行上下限位,实现试验操作人员、试验系统及试验环境的系统安全。利用该系统对储层原煤及砂岩试件进行常规三轴加载试验及水力压裂试验,验证了该试验系统的可靠性。该试验系统为多场耦合条件下储层渗流及增渗的机制研究提供理论依据,对深部煤岩动力灾害控制及非常规天然气开采提高采收率具有重要的指导意义。

英文摘要:

Fracturing and seepage experimental system for multi-physical field and multiphase coupling of porous media was self-developed. The system consisted of host, electrohydraulic servo pumping station, gas pressure and water pressure supply system, measurement and control system. The maximum axial stress is 1 000 kN and the maximum confining pressure is 60 MPa, and two kinds of specimen size are 050 mm× 100 mm and 0100 mm×200 mm. Characteristics of the system are illustrated as follows. (1) The experimental research of multi-physical coupling of porous media can be performed under different in-situ stress and mining stress and temperature and fluid pressure conditions. (2) The hydraulic fracturing test could be conducted and the change of permeability before and after fracturing can be measured accurately. (3) The seepage test of porous media of hydrosphere multiphase fluid can be performed under different in-situ stress and mining stress conditions. (4) Vacuum system is designed to precisely control the test conditions, it can control vacuum of system internal. (5) The system main component confining pressure chamber is designed of lifting on the hoisting mechanism to limit the displacement, it realizes system security of test operator and test system and test environment. Based on this experimental system, conventional triaxial loading and hydraulic fracturing test was performed on the raw coal and sandstone specimen and its reliability was verified. The experimental system can be used to provide theoretical basis for the seepage and enhanced permeability mechanism of reservoir under multi-physical field coupling conditions. The research has an important guiding significance on controlling of deep coal and rock dynamic disasters and enhancing recovery of unconventional gas.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823