煤层注液态CO₂压裂增透过程及裂隙扩展特征试验

文虎^1,2，李珍宝^1,2，王振平^1,3，马砺^1,2，郭英^1,3，王旭⁴

1. 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室2. 西安科技大学安全科学与工程学院3. 兖矿集团有限公司4. 兖州煤业股份有限公司南屯煤矿

摘 要：针对我国煤层"高储低渗"的赋存特征,基于液态CO₂黏度低、阻力小、酸化解堵及相变增压的特点,采用液态CO₂进行煤层压裂增透现场试验,研究煤层压裂过程裂隙扩展规律。结果表明:压裂过程流量随着压力的增长呈现出"波动"特性,钻孔周围煤体受CO₂压力作用产生裂隙并向前延伸,压裂初期裂隙扩展速度较快,随后逐渐减小;压裂裂隙同时沿压裂孔轴向和径向扩展;压力及流量曲线在1.8,2.2 MPa处出现拐点,压裂过程分为3个阶段,各阶段煤体破坏形式依次为钻孔破碎区裂隙起裂—弱面扩展—微孔隙破坏。现场压裂试验结果表明压裂半径可达10²0 m,且与水力压裂相比在压裂安全性、时间和效果方面存在技术优势。

关键词：增透;人工裂隙;液态CO2;压裂半径;扩展特征;