热处理对硼酸改性聚乙烯醇体系结构与性能的影响

采用微交联提高改性聚乙烯醇(PVA)热塑加工稳定性,研究了热处理温度和处理时间对微交联改性PVA结构与性能的影响。结果表明:热处理可调控改性PVA体系剩余水含量,改善PVA结晶结构,从而提高力学性能;交联剂硼酸(BA)与PVA形成的交联网络对热处理后的改性PVA力学性能影响显著,BA质量分数为5%,120℃处理90 min后改性PVA拉伸强度增幅达44 MPa,模量增幅达1.30 GPa。     

岩石波速与强度参数的相关性研究

为研究岩石波速与强度参数的变化关系,通过对阳煤 矿区几种常见岩石进行波速测试、抗压试验、抗剪试验、抗拉 试验,分析了岩石波速与强度参数的变化特征和规律。结果 表明:岩石的抗压强度、抗拉强度、黏聚力与波速均存在显著 的正相关性。不同种类岩石的变化规律具有相似性,又具有 各自的特点,彼此的变化范围有一定的交集,但又有明显的 层次性。3种粒径砂岩的波速与抗拉强度、抗压强度均呈现 出较强的线性变化规律,通过线性拟合可以较为准确地表达 出砂岩的抗压强度、抗拉强度与波速的变化关系。不同岩石 的黏聚力与波速的变化有一定的差异,但整体呈现出正相关 变化趋势,并且有较强的幂函数变化关系。     

PVA/TPU共混材料热塑加工性能及相容性的研究

采用热塑加工方法制备了聚乙烯醇/热塑性聚氨酯(PVA/TPU)共混材料,系统研究了共混材料的热塑加工性能、相容性及力学性能。结果表明:TPU的引入对共混材料的熔点影响不大,但其与PVA间的氢键作用可屏蔽PVA的羟基,较大幅度地提高了PVA初始热分解温度,获得更宽的热塑加工窗口;引入适量的TPU还可降低共混材料的熔体黏度,改善材料的热塑加工性能,另外,还可获得良好的材料相容性;随着TPU用量的增加,共混材料的拉伸强度先增后降,并在TPU用量为50 phr时达到最大值。     

气相压裂瓦斯快速抽采技术研究和应用

针对试验煤矿高瓦斯低渗煤层密集抽采钻孔施工量大、抽采效果差、抽采达标时间长等问题,提出了气相压裂瓦斯快速抽采技术。试验结果显示:气相压裂后抽采量提高了4.4倍,瓦斯抽采达标时间比压裂前缩短了4/5。实践证明,气相压裂技术适用于高瓦斯低渗煤层的瓦斯抽采。     

基于RVE尺度的水力压裂应力扰动模型

应力扰动是水力压裂的伴生力学行为，是影响非常规天然气产出的重要因素。为了建立基于储层RVE的水力压裂应力扰动理论模型，首先通过数值模拟揭示RVE应力扰动的细观机理，将多孔介质骨架划分为颈部和根部，指出颈部应力为Biot有效应力，根部应力为单元总应力，等于初始地应力与本文所指的扰动应力之和；简要阐述有效应力演化产生体积张开度的基本原理；然后，在体积张开度模型的基础上，利用变形相容关系和孔弹性理论建立水力压裂应力扰动表达式。该模型的特点是反映断裂传播机制对应力扰动的影响。实例计算结果表明：(1)应力扰动与断裂传播机制有关，在裂缝张开方向和平行裂缝方向有分化。例如，对于黏性主导机制，裂缝张开方向的骨架应力峰值σ_{1 max}约为静水应力2倍，断裂达到稳态后，降低为峰值的0.93倍；侧向应力峰值σ_2,3max约为静水应力2倍，达到稳态无应力降。对于韧性主导机制，峰值σ_1max约为静水应力1.7～2.7倍，达到稳态为峰值的0.59～0.73倍；侧向应力峰值σ_2,3max为静水应力2.19～2.91倍，达到稳态无应...     

基于地面微地震监测定位和成像的煤层气水力压裂效果评价研究

水力压裂技术已经广泛应用于煤层气抽采以提高抽采效率。水力压裂产生裂缝的空间分布评价对于提高资源的利用率和降低潜在的瓦斯突出风险至关重要。在水力压裂过程中，裂缝的产生会伴随微地震的产生，因此微地震监测可以用于水力压裂效果的评价。目前煤层气水力压裂微地震监测主要是依赖微地震定位得到的空间分布，不能准确和全面评价储层的改造效果。为此，提出综合利用微地震定位和速度成像综合评价煤层气水力压裂改造效果。针对中国山西的两口煤层气水力压裂井地面微地震监测数据，利用双差地震成像算法确定了更精确的地震定位和目标煤层附近的速度异常分布。定位结果显示微地震主要分布在压裂井附近并且呈簇状分布，和传统定位相比双差成像给出了更精确的微地震空间分布。根据微地震的空间分布，估算了储层的压裂改造区域。双差地震速度成像显示微地震位于相对低的v_P异常、高的v_S异常和低的v_P/v_S异常区域。结合前人岩石物理实验结果，推测在微地震刻画的储层改造区，裂缝中的煤层气处于饱和状态，表明水力压裂有效释放了煤层气。因此综合通过微地震定位和速度成像可以更...