煤岩CO2干法压裂实验研究摘要
CO2干法压裂相比传统压裂技术具有返排高、对储集层伤害低、增产幅度大等优势,在煤层气开发中具有广阔的应用前景。为研究液体CO2作为压裂液时煤岩裂缝的扩展规律,本文开展了针对煤岩的CO2干法压裂物理模拟实验,分析了水平主应力差、CO2温度和CO2排量等因素对裂缝起裂和扩展的影响,并通过数值模拟对结果进行验证。实验结果表明:对试件施加水平主应力差较小时,煤岩内部天然裂隙对裂缝的扩展影响较大,易生成复杂的多裂缝。随着水平主应力差增大,地应力对裂缝扩展的控制作用逐渐增强,裂缝主要沿垂直最小水平主应力的方向扩展,裂缝形态相对单一平直。CO2的温度降低时,煤岩的弹性模量增大,泊松比降低,岩石力学性质由塑性向弹性过渡,压后裂缝形态单一。CO2排量对裂缝复杂度的存在一定的影响,提高CO2排量使裂缝更加复杂。通过煤岩裂缝扩展数值模拟研究,印证了物模实验的结论。本文研究了煤岩CO2干法压裂裂缝起裂和延伸的规律,为现场CO2压裂施工提供了一定的参考依据。
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