水与超临界CO_2致裂煤体的压裂特征与增渗效果对比

基于无水压裂思想,开展了两种压裂介质(水和超临界CO_2)致裂煤体试验,并在原位条件下测量了压裂前后的渗透率,比较了水与超临界CO_2致裂煤体的压裂特征与增渗效果。结果表明:与水力压裂相比,在同一应力条件下,超临界CO_2压裂煤体的起裂压力更低、压裂曲线波动更小、所形成的裂纹数量更多、裂纹形态更为复杂;与水力压裂相似,超临界CO_2压裂过程中裂纹的起裂和扩展方向受到三维应力状态与弱面(层理面、原生裂隙)的影响。与压裂前相比,在轴压16 MPa、围压10 MPa下煤体经超临界CO_2和水压裂后渗透率分别提高了472倍、34倍,而在轴压12 MPa、围压10 MPa下煤体经超临界CO_2和水压裂后渗透率分别提高了47倍、19倍;这说明在相同应力条件下超临界CO_2压裂的增渗效果比水力压裂的增渗效果更好。