随着常规油气资源开采程度的日益加剧及能源消费地愈演愈烈,作为非常规能源的煤层气开发越来越受到油气界的重视。我国煤层气产业起步较晚且存在煤层特征复杂、水敏较为严重、煤层气主产区水源贫瘠等诸多问题,因此,无水压裂及“工厂化”作业等成为煤层气开发趋势。鉴于以上分析并考虑到高能气体压裂诸多优点,探索液体火药压裂应用于低渗煤层的开发研究。系统分析低渗煤层的储层物性、煤岩力学性质及储层流体特征和压裂开发工艺,为低渗煤层压裂开发提供基础。结合液体火药压裂作用机理和特点,分析煤层气解吸机理:松弛地应力的降压解吸;热效应的升温解吸;燃烧产物的置换解吸等。同时,从煤层储层特性、煤岩力学性质、压裂成本等7个方面分析了该技术用于煤层压裂的可行性。建立低渗煤层液体火药压裂裂缝动态加载模型、滤失速率及体积滤失计算模型,用Java编程软件定量计算出沁水盆地3#煤层Z2-005井滤失速率1.12m/s;滤失量2116.92m3/s,综合改造煤层体积约为1.072m3,通过理想气体状态方程计算出加载速率为100.56GPa/s,裂缝长度16.86m,裂缝宽度1.53mm,效果较为理想。施工工艺选择以NH₄NO₃为氧化剂、C₃H₇O₃为燃烧剂的火药配方,隔离液以CaCl₂基的组分混配而成,利用峰值压力三维分解法计算火药用量16.61kg,水平井点火方式采用“直井机械撞击起爆装置+延伸传爆管线引爆装置”组合方法。结合Z4-049井对低渗煤层Z2-005井进行液体火药压裂方案设计,并对比评价效果,效果较为理想,具有较好经济效益。这不仅对低渗煤层压裂具有重要的现实意义,也拓宽了非常规油气压裂研究方向。