水与超临界CO2致裂煤体的压裂特征与增渗效果对比

水与超临界CO₂致裂煤体的压裂特征与增渗效果对比

作者

李畅梁卫国侯东升姚宏波宋晓夏
单位

太原理工大学矿业工程学院太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室
摘要

基于无水压裂思想,开展了两种压裂介质（水和超临界CO2）致裂煤体试验,并在原位条件下测量了压裂前后的渗透率,比较了水与超临界CO2致裂煤体的压裂特征与增渗效果。结果表明:与水力压裂相比,在同一应力条件下,超临界CO2压裂煤体的起裂压力更低、压裂曲线波动更小、所形成的裂纹数量更多、裂纹形态更为复杂;与水力压裂相似,超临界CO2压裂过程中裂纹的起裂和扩展方向受到三维应力状态与弱面（层理面、原生裂隙）的影响。与压裂前相比,在轴压16 MPa、围压10 MPa下煤体经超临界CO2和水压裂后渗透率分别提高了472倍、34倍,而在轴压12 MPa、围压10 MPa下煤体经超临界CO2和水压裂后渗透率分别提高了47倍、19倍;这说明在相同应力条件下超临界CO2压裂的增渗效果比水力压裂的增渗效果更好。
关键词

煤压裂超临界CO2水力压裂无水压裂裂纹形态渗透率
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(51874206)；山西省科技重大专项(MQ2016-01)；
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