煤田地质与勘探

作者：刘佳佳, 张云龙, 聂子硕, 高志扬, 许文松,

关键词：超临界CO₂, 脉动压裂, 真三轴, 渗流特性, 声发射,

【目的】为了有效强化煤层气抽采效果，将脉动压裂与超临界CO2压裂相结合，提出了利用超临界CO2脉动压裂煤(岩)的新思路。【方法】自主研发了超临界CO2脉动压裂−渗流耦合真三轴试验系统，介绍了该试验系统的主要结构、特点和功能，然后开展了室内真三轴条件下超临界CO2脉动压裂−渗流试验及超临界CO2脉动压裂−声发射监测试验。该系统结合独立伺服系统与中央数字系统控制三向应力，采用双泵型恒速恒压泵脉动给压，具有高精度、全过程、真三轴、承载高温、高压及高应力的特点。【结果和结论】试验结果表明：超临界CO2脉动压裂−渗流耦合真三轴试验系统可以实现良好的脉动压裂功能。超临界CO2脉动压裂后，煤体渗透率较压裂前呈增大趋势，增大了2~9倍，且煤体渗透率皆呈现良好的指数变化规律。在声发射−超临界CO2脉动压裂时期，煤体产生了新的裂隙通道，该通道由压裂孔中心直接贯穿至煤样表面，且可观测到超临界CO2流体直接从煤中喷出，故超临界CO2脉动压裂具有一定的扩展和连通裂隙的作用，能够有效提高煤层气的抽采效果。研究成果为强化深部低渗煤层增透技术提供了一定的试验支撑。

来源：2024年第6期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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