高压脉动压裂技术：破解低透气煤层瓦斯抽采难题

"该文是关于单一低透气性高瓦斯煤层的瓦斯抽采技术研究，通过理论分析、物理实验和现场测试，探讨了高压脉动水力压裂技术在改善煤层透气性方面的应用。研究发现，脉动应力波在煤岩体中的反射和叠加能导致局部应力增强，进而以较低的压力实现比常规压裂更有效的裂隙网络形成。文中介绍了一种高压脉动压裂卸压增透技术，现场应用结果显示，脉动压裂的起裂压力仅为常规压裂的一半，影响半径达8米，并显著提高了瓦斯抽采效率。" 本文详细阐述了单一低透气性高瓦斯煤层所面临的瓦斯抽采难题。传统的抽采方法由于煤层的低渗透性，效果往往不尽如人意。为解决这一问题，研究人员结合理论、实验和实地测试，深入研究了高压脉动压裂技术。脉动水力压裂的核心在于通过周期性的压力波动产生脉动应力波，这些波在煤岩体内部传播时会发生反射和叠加，导致某些区域的应力集中，从而在相对较低的压力下产生更广泛的裂缝网络。 通过实验室实验，对比了脉动压裂与常规压裂的区别，发现脉动压裂能在较小的压力下实现更好的压裂效果。这种效果得益于煤岩体在脉动压力下的能量积聚，使得裂缝形成更为密集且分布广泛。基于这些发现，科研人员开发出高压脉动压裂卸压增透技术。现场应用结果显示，脉动压裂的起裂压力仅为8 MPa，远低于常规压裂的16 MPa，而其影响半径达到8米，显著扩大了压裂范围。 此外，脉动压裂后的单个抽采孔瓦斯抽采量是普通抽采孔的3.6倍，最高可达50 L/min，抽采流量也是未压裂孔的4倍，甚至比常规压裂孔提高了1.2倍。这些数据充分证明了脉动水力压裂在提高瓦斯抽采效率和安全性方面的优越性，为高瓦斯煤层的瓦斯治理提供了新的有效途径。 此项研究不仅在理论上有重要的科学价值，而且具有显著的实践意义，对于提升我国煤矿安全生产水平，减少瓦斯事故，保障矿工生命安全，以及推动绿色能源开发具有积极的促进作用。未来的研究可能将进一步探索脉动压裂技术在不同地质条件下的适应性和优化策略，以实现更加高效、安全的瓦斯抽采。