重复水力压裂技术在深井低透气性煤层中的应用

李喜员，孙 朋，王玉杰，唐建平，吕伟伟

(1.炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室，河南 平顶山 467000；2.中国平煤神马集团煤炭开采利用研究院瓦斯研究所，河南 平顶山 467000；3.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037；4.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400039)

瓦斯灾害是我国井下煤矿开采的主要灾害之一，采前预抽是解决瓦斯涌出超限的根本方法[1]。但我国的井下煤层渗透率普遍低于其他主要产煤国家，大多数煤层需要采取一定的增渗措施才能保证瓦斯抽采工作的进行，而水力压裂技术因其增透范围大、效果显著而普遍应用于各大井下煤矿[2-3]。渗透率是决定煤层瓦斯抽采效率的关键因素之一，随着煤矿开采深度的不断加大，煤层渗透率普遍降低，同时地应力及瓦斯含量亦同时增大。目前对于深井水力压裂存在的主要问题是当煤层停止进行压裂时，由于井下应力过大导致发生裂缝闭合现象，进而影响瓦斯的抽采效果，煤层裂缝的导流能力是瓦斯抽采难易程度的关键因素之一[4-6]。为了解决这一问题，在参考地面油气井重复水力压裂的基础上，阐述了井下重复水力压裂技术的原理。同时在十二矿己15-31040工作面煤层进行底抽巷重复水力压裂试验，考察重复水力压裂后的应用效果，为在相似条件下进行重复水力压裂提供技术支持。

1 重复水力压裂技术原理

利用高压泵产生一定的压力将液体注入到煤层中，在煤层内部产生一定的张应力，当张应力达到煤层本身破裂所需要的力后，煤层开始在其最薄弱的地方损伤，缝隙开始延伸，形成裂缝网络系统，通过改变煤的内部结构，使煤层的渗透率得以改善，进而提升瓦斯抽采效率[7-9]。……