煤炭科学技术

作者：王磊, 梁卫国,

关键词：超临界CO2, 压裂, 起裂压力, 裂缝扩展,

为了掌握超临界CO2(简称SC-CO2)压裂煤岩体的起裂及裂缝扩展规律，采用TCHSFM-I型大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置进行试验，同时采集压裂孔内压力和表面裂缝数据并结合理论分析。结果表明：超临界CO2压裂煤岩的压力时间曲线可分为4个阶段：空腔充填阶段、孔隙增压阶段、相变增压阶段和破坏失稳阶段；其中煤和砂质泥岩起裂压力分别为12.32 、19.63 MPa；煤Biot系数0.91、脆性系数16.95％、弹性模量3.48 GPa，产生平行层理的水平裂缝；砂质泥岩Biot系数0.69、脆性系数47.53％、弹性模量10.52 GPa，产生垂直层理的贯通性复杂裂缝。可见SC-CO2压裂下煤岩裂缝起裂扩展集中于破坏失稳阶段，起裂压力较小且为水力压裂的65%～70％,煤相比于砂质泥岩，由于其层理等弱面发育、Biot系数大、弹性模量低、脆性系数小，未产生贯通性的复杂裂缝。

来源：2019年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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