气相压裂研究：低渗煤层CO2压裂的裂隙形态与控制因素

"低渗煤层CO2气相压裂裂隙圈形态研究" 本文主要探讨了在低渗透煤层中，使用二氧化碳(CO2)进行气相压裂时裂隙圈形态的研究。针对这一主题，研究人员运用了球形震源理论来建立地震应力降与裂隙圈形态之间的关系。他们通过在山西高河能源公司的山西组3号煤层进行的气相压裂作业实际监测，得出了以下关键发现： 1. 微地震监测：这项技术被证明是一种有效的地球物理方法，能揭示气相压裂过程中裂隙卸压圈的形态变化。通过监测微地震活动，可以实时了解压裂作业对煤层结构的影响。 2. 裂隙圈形态：研究结果显示，气相压裂产生的裂隙圈形态呈现不规则的椭圆形。椭球的长轴与钻孔压裂段的长度大致相当，而短轴的长度在8至20米之间。这种不规则性表明了裂隙扩展的复杂性。 3. 影响因素：裂隙扩展的不规则性主要受到三个因素的影响。首先，高压气体在岩石中的破裂过程是不同步的，导致裂隙形成的方向性和形状多样。其次，煤层（岩层）的各向异性，即其物理性质在不同方向上的差异，也是影响裂隙形态的重要因素。最后，煤层的脆性指数，即煤层在受到压力时容易破碎的程度，也对裂隙扩展的形态产生显著影响。 4. 气相压裂的优势：CO2气相压裂技术在低渗煤层的应用，旨在提高煤层气的开采效率，通过创建和扩展裂缝网络，增加煤层的渗透率，从而更有效地释放其中的瓦斯资源。这项技术对于瓦斯治理具有重要意义，因为它可以减少煤矿安全风险，同时也有助于减少温室气体排放。 5. 实际应用：该研究的实际案例分析——山西高河能源公司的气相压裂作业，提供了宝贵的数据和经验，为未来类似煤层气开发项目提供了科学依据和技术参考。 关键词：瓦斯治理、气相压裂、微地震监测、球形震源理论、裂隙圈形态 总结来说，这篇研究论文深入探讨了气相压裂在低渗煤层中的应用及其对裂隙形态的影响，强调了微地震监测作为探测工具的重要性，并揭示了影响裂隙扩展的关键因素，对提升煤层气开采效率和优化瓦斯治理策略具有重要价值。