基于CT扫描的煤岩钻孔注液氮致裂试验研究

王乔¹，赵东¹，冯增朝²，周动²，张超¹

1. 太原理工大学矿业工程学院2. 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室

摘 要：为解决煤层气排采效率低的问题,提高煤储层渗透率,采用CT扫描的精细观测手段,对煤样进行钻孔注液氮实验,并分析其致裂过程与增透效果。研究结果表明:在冷冲击收缩应力与孔隙压力的双重作用下,煤岩注液氮钻孔周围发生了破裂,其孔隙率增加量随与钻孔距离增大呈负指数衰减。煤岩钻孔注液氮致裂效果随着与钻孔距离增加而减弱;增透效果在邻近钻孔的位置增加,由于碎胀作用,在远离钻孔的位置反而降低。液氮冷冲击对煤岩孔隙结构的影响与原始孔隙率之间具有一定相关性:即在原始孔隙率较低的区域,孔隙率增加较为明显,而在原始孔隙率较高的区域,孔隙率增加不明显甚至略有降低。研究结果证明注氮可以实现煤储层增透、提高煤层气排采产量。

关键词：注液氮;煤层孔隙度;致裂;煤层增透;钻孔;CT扫描;