低透气性煤层点式酸化压裂增透技术研究与应用*

赵红星，贾 男

(1.山西三元煤业股份有限公司，山西 长治 046000；2.煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁 抚顺 113122；3.中煤科工集团沈阳研究院有限公司，辽宁 抚顺 113122)

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我国煤层气资源储量丰富，已探明埋深2 000 m浅煤层气储量约36.8万亿m3[1]。煤层气作为优质清洁能源被广泛用于民用及工业燃料、发电和化工等领域，国家“十三五”规划大力支持煤层气开发与利用。我国煤层气开采主要采用地面抽采和井下抽采2种方式，井下抽采量约占煤层气开采总量的70%。但我国矿区煤层普遍存在低渗透、强吸附的特点，严重制约煤层气开采与利用。近年来，国内学者针对煤层增透方法展开研究，主要包括采动卸压增透、高能液体扰动致裂增透、气爆增透、超声激励增透等[2-9]。其中，高能液体扰动技术应用最为广泛，原理是利用高压泵将水加压，并通过特定出水装置使高压水对煤体形成致裂增透。水力化技术包括传统水力压裂、水力割缝、水力造穴等，传统水力化技术存在一定缺陷，如水力压裂用水量较大且无法控制裂纹发育，水力割缝和水力造穴增透半径较小，现场所需割缝及造穴工程量较大。

为解决传统水力化技术用水量大、压裂不可控以及致裂范围较小等问题，国内学者针对点式压裂技术展开研究：富向[10]通过数值模拟揭示点式压裂过程中裂纹产生、发展和贯通全过程，并通过现场试验采用低流量水达到煤层增透效果；张春华等[11]通过对比钻孔内单段和多段水力压裂增透效果得出，单段压裂钻孔内部容易产生应力集中现象，有效压裂面积小，而多段压裂钻孔内部无明显应力集中现象，有效压裂面积大，采用多段压裂钻孔，煤体渗透系数最大可提高263倍；……