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中国矿业大学学报2024年第04期:基于液电效应的高强电爆震致裂页岩试验研究

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作者:聂百胜;马正韬;柳先锋;包松;李雄飞;何溪融;张喆浩;李孜健;

单位:重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室;北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室;中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院;北京航空航天大学可靠性与系统工程学院;

摘要:为研究基于液电效应的高强电爆震致裂页岩规律及页岩气储层改造可行性,选取中国四川盆地长宁地区的黑色页岩为试验样品,利用团队自主研制的多地形可移动高强电爆震致裂岩体试验系统,预设放电参数为电压10~14 kV,电容500μF,辅以示波系统、应变测试系统和基恩士VHX-6000数码显微系统,分析了高强电爆震致裂页岩试样的电压电流及应变变化特征,阐明了不同放电参量下电爆震作用前后表面裂隙形貌及断面特征,初步揭示了电爆震致裂页岩机制.结果表明:高强电爆震可明显致裂页岩,峰值电流、压-拉应变最大峰峰值、应变第一高峰值、应变第二高峰值均与放电电压呈正相关;高强电爆震致裂后的试件表面裂隙主要包括贯穿裂隙、放射状裂隙和正交裂隙,在14 kV时出现不同裂隙之间沟通的现象,表面裂隙均呈现良好分形特征;高强电爆震作用试件后,作用面、断面的不平整度较大,表面有较多岩石碎屑;高强电爆震作用下页岩破坏主要形式为鳞片状、波浪状、台阶状等张拉破坏.该试验研究可为基于液电效应的高强电爆震技术应用于页岩气储层改造可行性论证提供支撑.

关键词:页岩致裂;;液电效应;;高强电爆震;;表面裂隙;;电压电流;;表面应变

基金资助:国家自然科学基金项目(52274173);; 爆炸科学与安全防护全国重点实验室(北京理工大学)开放基金项目(KFJJ24-13M)