技術(shù)新秀場｜無用之石到能源寶藏：水力壓裂試驗(yàn)
水力壓裂頁巖技術(shù)的發(fā)展前景相當(dāng)廣闊，通長用于致密砂巖、頁巖和一些煤層等低孔低滲巖石，在巖石中形成新裂縫，能夠深入到更深的巖石中去精準(zhǔn)開采油氣資源，其在保國家能源安全方面也具有非常重要的作用。
因此三軸應(yīng)力條件下進(jìn)行水力壓裂試驗(yàn)是中機(jī)試驗(yàn)巖石真三軸試驗(yàn)機(jī)的一個重要擴(kuò)展功能，切實(shí)解決水力壓裂技術(shù)發(fā)展所需高端測試裝備需求。持續(xù)發(fā)展巖石巖土等相關(guān)領(lǐng)域的測試裝備，同時可借助聲發(fā)射技術(shù)或CT掃描技術(shù)進(jìn)一步深入研究巖石的水力壓裂特征。助力該技術(shù)在提高能源產(chǎn)量的同時減少環(huán)境影響，以及如何更好地控制裂縫的擴(kuò)展方向。
軸向載荷由伺服液壓油缸或伺服電動缸加載，圍壓載荷通過對圍壓介質(zhì)流體施加壓力實(shí)現(xiàn) | ||
圖1·圍壓三軸水力壓裂試驗(yàn)原理
圖2·真三軸水力壓裂試驗(yàn)原理
試驗(yàn)測試：
首先將各主應(yīng)力增加到試驗(yàn)設(shè)置調(diào)節(jié)，然后進(jìn)行加溫，到達(dá)目標(biāo)溫度后保持1小時，打開注入水力壓裂管路上的開關(guān)閥，電動伺服增壓泵開始恒速注液到巖石試樣芯部盲孔，同時記錄水力壓裂流體壓力曲線，此時壓力曲線持續(xù)升高，當(dāng)流體壓力瞬間出現(xiàn)下降，說明流體壓力達(dá)到試樣破裂壓力產(chǎn)生了新的裂縫，試驗(yàn)結(jié)束。
圖3·壓裂壓力曲線圖
圖4·圍壓三軸應(yīng)力+高溫耦合條件下水力壓裂試驗(yàn)
圖5·真三軸應(yīng)力+高溫耦合條件下水力壓裂試驗(yàn)
問題困境：
隨著頁巖氣開采的不斷擴(kuò)大，一些爭議和問題也逐漸浮現(xiàn)。頁巖氣開采需要大量的水資源，這可能對當(dāng)?shù)厮丛斐蓧毫?。此外，頁巖氣開采也可能對地下地質(zhì)造成影響，引發(fā)地震等問題。綜上所述，水力壓裂技術(shù)在頁巖氣開采中的應(yīng)用和測試，不僅注重能夠提高產(chǎn)量，還要致力于減少對環(huán)境的影響。中機(jī)試驗(yàn)的測試設(shè)備會持續(xù)和業(yè)內(nèi)共同推動頁巖氣的發(fā)展，助力創(chuàng)造更清潔、可持續(xù)的能源未來。
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