穿层钻孔液态CO2压裂煤层起裂压力模型探究和工程验证

摘要：

针对液态CO2(L-CO2)压裂增透煤层技术中起裂压力的确定这一基础科学问题,依据应力叠加原理和最大拉应力准则,结合L-CO2低黏强渗透性对煤岩体抗拉强度的弱化效应,将水平主应力、压裂流体压力及其渗滤效应引起的周向应力三项叠加,建立考虑增压速率的起裂压力模型,并且确定起裂压力模型的上下限.研发国内首套井下高压(30 MPa)L-CO2压裂增透成套装备,确定"预冷-注液-保压"三阶段压注工艺,在淮南潘三煤矿首次开展井下上向穿层钻孔L-CO2压裂增透煤层现场试验.由起裂压力模型计算得到的理论值范围15.4～21.4 MPa,不仅与试验中两压裂孔四次压裂实测起裂压力值22.9,16.2和21.3,20.1 MPa在一定误差范围内实现了较好的吻合,而且与水力压裂起裂压力值的65％?70％(15.6?23.2 MPa)相接近,验证了起裂压力模型的正确性.研究成果对L-CO2压裂技术在煤层增透方面的应用具有一定的指导意义.

关键词：岩石力学、穿层钻孔、液态CO2、起裂压力、压裂增透、工程试验

所属期刊栏目：40

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-04-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：703-712