吴晶晶，张绍和，孙平贺，曹函, 3，陈江湛

煤岩脉动水力压裂过程中声发射特征的试验研究

吴晶晶1, 2，张绍和1, 2，孙平贺1, 2，曹函1, 2, 3，陈江湛1, 2

(1. 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，湖南长沙，410083；2. 中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙，410083；3. 湖南科技大学页岩气资源利用湖南省重点实验室，湖南湘潭，411201)

利用真三轴加载脉动水力压裂试验系统和PAC声发射仪，开展不同注液频率和不同压裂液黏度条件下煤岩脉动水力压裂过程的声发射(AE)试验研究，揭示煤岩脉动水力压裂过程中声发射参数、损伤演化规律及震级−频度关系参数的动态特征。试验结果表明：煤岩在脉动水力压裂过程中，声发射行为演化过程可划分为平静期、提速期、加速期和稳定期4个阶段，其中提速期和加速期累积能量均值较平静期分别提高40.9和52.7倍；煤岩损伤演化过程可分为初始阶段、损伤发展阶段及损伤加速发展阶段，煤岩的声发射特征能较好地描述其损伤演化特性；脉动频率较低时煤样的AE活动水平和能量释放越强，裂隙发育程度越高；当压裂液黏度较高时，煤样的AE活动水平和能量释放越弱，裂隙发育程度较低；在煤岩脉动压裂整个过程中，当脉动频率或压裂液黏度较低时，煤岩AE振幅分布变化幅度较大，且其更大，大尺度AE事件比例更低。

煤岩；脉动水力压裂；脉冲频率；压裂液黏度；声发射

脉动水力压裂技术是在普通水力压裂技术的基础上提出的一种新的增透技术[1]，是将恒压水通过脉动泵后输出具有周期性的脉冲射流，以强烈的交变压力作用于煤体，在煤层内产生周期性张压应力，促使煤体裂隙发育[2]。……