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摘要
我国煤层渗透率低、瓦斯压力高、含量大，原始煤层瓦斯抽采困难。为提高煤层瓦斯抽采率、缩短预抽时间，必须实施人工增透；而众多压裂增透技术中，超临界CO2压裂兼具压裂增透和驱替置换的双重瓦斯强化抽采作用，是当前低渗透煤层压裂改造方法的一个研究热点。为探索高压脉冲放电激励CO2(L-CO2)压裂增透技术压裂机理，采用自主开发的高压脉冲放电激励超临界CO2试验装置，对基于高压脉冲放电激励液态CO2相变过程的电、热、力多场耦合的复杂过程进行定量研究，确定高压脉冲放电能量对液态CO2转化超临界态压力动态响应规律。通过Span&Wagner CO2状态方程，对液态CO2→超临界CO2气化需要的能量进行了分析与计算，得出在反应釜内放电能量达到20 kJ、40 kJ、50 kJ工况下超临界CO2压力将分别达到11 MPa、18 MPa、26 MPa。通过改变起爆电压等级分别为1500 V,2000 V,2500 V实现三个等级放电能量实验，放电能量分别为20 kJ、40 kJ、50 kJ三种工况下对反应釜内超临界CO2压力动态响应压力进行监测，获得压力与时间关系曲线，分析了压力曲线变化规律。研究表明：不同放电能量下，反应釜内液态CO2气化程度是不同的，随着放电能量的增加反应釜内超临界CO2压力随之增大。研究成果对实现高压放电激励超临界CO2持续压裂煤层增透技术应用提供了一定的借鉴意义。
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单位华北科技学院
