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作者
樊世星文虎童校长吴学明陈建张铎
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单位
西安科技大学安全科学与工程学院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淮河能源控股集团煤业分公司陕西彬长矿业集团有限公司
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摘要
低透煤层液态CO2压裂兼具裂隙改造和驱替置换的双重瓦斯强化抽采作用，是一项易于与其他技术联合使用，具有规模化应用潜力的增透技术。提出了低透煤层液态CO2压裂增透理论体系及成套技术框架；依据应力叠加原理和最大拉应力准则，考虑压注过程液态CO2相态变化和低黏强渗透性，建立了液态CO2压裂起裂压力确定模型；以I型断裂准则为裂缝扩展判别条件，建立了恒定注液流量下压裂孔口压力与裂缝扩展距离之间的量化表征关系，阐明了注液压力、压裂液黏度、裂缝产状对裂缝扩展的影响规律。依此为基础，提出了决定液态CO2压裂增透煤层成套装备性能的4个关键参数及其计算方法，研制了国内首套井下压裂增透成套装备，研发了压裂增透施工工艺，分别在淮南矿区、彬长矿区等进行了推广应用。
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关键词
低透煤层2"name="keyword">液态CO2压裂增透成套技术瓦斯抽采
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文章目录
1 液态CO2压裂增透理论与成套技术框架
2 液态CO2压裂煤层理论
2.1 煤层液态CO2压裂过程相态分析
2.2 裂缝起裂压力确定模型
2.3 裂缝扩展规律
3 井下高压液态CO2压裂增透煤层成套装备
3.1 成套装备架构
3.2 成套装备关键参数
3.3 关键参数的计算依据
3.4 成套装备研发
4 液态CO2压裂增透煤层的成套技术
4.1“两注两返”封孔工艺
4.2“注气预冷-注液增透”压注工艺
4.3 注液管路“低温高压”安全防护技术
5 低透煤层液态CO2压裂增透工程实践
5.1 钻孔设计
5.2 压裂过程
5.3 煤层压裂增透效果
6 结语
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引用格式
樊世星,文虎,童校长,吴学明,陈建,张铎.低透煤层液态CO_2压裂增透理论与成套技术[J].煤矿安全,2022,53(10):80-88.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2022.10.011.
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