• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
微波辐射下页岩微结构的损伤特性与致裂效应
  • 作者

    胡国忠朱杰琦朱健孙超杨南秦伟

  • 单位

    中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室

  • 摘要

    微波增产技术以其特有的加热特性、能源转换效率高和环保性,被认为是一种极具发展前景的页岩气开发新方法。

    为探索页岩气储层微波致裂改造的可行性与实效性,利用自主研制的微波辐射实验装置,开展了不同微波参量条件下页岩微波致裂实验;采用超声波法测定了微波辐射前、后页岩样的P波速度,研究了微波辐射下页岩微结构的损伤特性与破裂特征,初步探索了页岩微波致裂机制。

    结果表明:(1) 微波辐射下页岩温度快速升高且呈非均匀性分布,微波功率越大,非均匀性越强。(2) 微波辐射下页岩微结构损伤程度与微波功率、辐射次数、能量施加顺序以及页岩含水情况等因素相关。(3) 相同微波能量作用下,完全饱水页岩的微结构数量增幅比干燥页岩要大。(4) 页岩微结构演化存在微波能量阈值现象;相同微波能量作用下,随着辐射次数的增加,页岩微结构数量呈现“大幅增加→轻微增加→小幅增加”的趋势;相同辐射时间条件下,页岩微结构数量随着微波功率的递增总体上呈“轻微增加→大幅增加→小幅增加”的趋势,而其随微波功率的递减则呈线性函数增加。(5) 微波总能量小于120kJ时,从小到大的能量施加顺序更有利于页岩微结构发育;微波总能量达到180kJ时,页岩微结构发育对能量施加顺序不敏感。

    研究表明,微波对页岩所产生的热应力与蒸气压的共同作用,能使页岩内矿物晶体断裂、刚性矿物颗粒及颗粒界面产生微裂缝,引起页岩表面宏观裂缝发育,呈现显著的致裂效应,从而有利于提高页岩气储层渗透性。


  • 关键词

    页岩气增产微波致裂页岩微结构热应力

相关问题

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联