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摘要
为了探索液态CO2(L-CO2)压裂增透技术在高瓦斯低透气性煤层中的应用及效果，类比水力压裂施工工艺，提出了井下高压（30MPa）液态CO2压裂增透煤岩成套装备系统架构，确定了决定装备性能的5个关键参数。基于弹性力学理论、相似模拟实验和装备自身结构特点，综合考虑L-CO2低粘强渗透性和其相变特征，建立了L-CO2压裂煤岩起裂压力计算模型，推导了水和L-CO2压裂注液量的量化表征关系，得到了关键参数的科学确定方法。采用该方法，针对淮南潘三矿C13-1煤层地质赋存条件，研发了国内首套井下高压（30MPa）L-CO2压裂增透煤岩成套装备，进行了井下上向穿层钻孔的L-CO2压裂增透煤层现场试验。结果表明：L-CO2压裂增透影响半径约25m，此范围内单孔瓦斯抽采浓度提高约1.47倍，抽采纯量提高1.75～3.3倍；抽采钻孔出现明显的压裂增流效应，且随抽采孔与压注孔间距离的增加，增流效应逐渐减弱。
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