中国安全科学学报 ›› 2020, Vol. 30 ›› Issue (10): 75-81.doi: 10.16265/j.cnki.issn 1003-3033.2020.10.011
贾男1,2,3 助理研究员
收稿日期:
2020-07-20
修回日期:
2020-09-12
出版日期:
2020-10-28
作者简介:
贾 男 (1989—),男,辽宁沈阳人,博士研究生,助理研究员,研究方向为煤矿安全、矿井瓦斯治理等。E-mail:814511388@qq.com。
基金资助:
JIA Nan1,2,3
Received:
2020-07-20
Revised:
2020-09-12
Published:
2020-10-28
摘要: 为解决富含矿物质煤层透气性问题,基于煤层水压致裂理论和酸液溶蚀煤体矿物质的增透机制,提出脉动式酸化压裂增透技术,采用实验室渗透率测试方法,确定适合中能煤矿的酸液配比并开展现场试验。研究结果表明:采用脉动式酸化压裂后,压裂孔抽采瓦斯平均混合流量和体积分数为普通抽采钻孔的3.10和3.39倍,为脉动式水力压裂钻孔的1.23和1.28倍,为普通水力压裂钻孔的2.02和2.04倍;脉动式酸化压裂可融合脉动应力波致裂煤体的物理增透和酸液溶蚀煤体的化学增透,提高裂隙-孔隙空间结构的发育,增加煤体中瓦斯扩散、渗流通道,酸化反应生成的二氧化碳对瓦斯有驱替作用,利于瓦斯的高效持续抽采。
中图分类号:
贾男. 煤层脉动式酸化压裂增透技术及其应用[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(10): 75-81.
JIA Nan. Research and application of pulsating acid fracturing technology in coal seam[J]. China Safety Science Journal, 2020, 30(10): 75-81.
[1] 国家能源局.煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十三五”规划[Z].2016-11-24. [2] 周西华,周丽君,范超军,等.低透煤层水力压裂促进瓦斯抽采模拟与试验研究[J].中国安全科学学报, 2017, 27(10): 81-86. ZHOU Xihua,ZHOU Lijun,FAN Chaojun.Simulating and experimental study on enhancing gas drainage from low permeability coal seam by hydraulic fracturing [J].China Safety Science Journal,2017, 27(10): 81-86. [3] 周西华,门金龙,宋东平,等.煤层液态CO2爆破增透促抽瓦斯技术研究[J].中国安全科学学报, 2015, 25(2): 60-65. ZHOU Xihua,MEN Jinlong,SONG Dongping,et al.Research on increasing coal seam permeability and promoting gas drainage with liquid CO2 blasting[J]. China Safety Science Journal, 2015,25(2):60-65. [4] 林柏泉,李子文,翟成,等.高压脉动水力压裂卸压增透技术及应用[J].采矿与安全工程学报,2011,28(3): 452-455. LIN Baiquan,LI Ziwen,ZHAI Cheng,et al.Pressure relief and permeability-increasing technology based in high pressure pulsating hydraulic fracturing and its application[J].Journal of Mining and Safety Engineering,2011,28(3): 452-455. [5] 翟成,李贤忠,李全贵.煤层脉动水力压裂卸压增透技术研究与应用[J].煤炭学报,2011,36(12): 1 996-2 001. ZHAI Cheng,LI Xianzhong,LI Quangui.Research and application of coal seam pulse hydraulic fracturing technology[J]. Journal of China Coal Society,2011,36(12): 1 996-2 001. [6] 李贤忠,林柏泉,翟成,等.单一低透煤层脉动水力压裂脉动波破煤岩机理[J].煤炭学报,2013,38(6): 918-923. LI Xianzhong,LIN Baiquan,ZHAI Cheng,et al.The mechanism of breaking coal and rock by pulsating pressure wave in single low permeability seam[J]. Journal of China Coal Society, 2013,38(6): 918-923. [7] 吴晶晶,张绍和,孙平贺,等.煤岩脉动水力压裂过程中声发射特征的试验研究[J].中南大学学报,2017,48(7): 1 866-1 874. WU Jingjing,ZHANG Shaohe,SUN Pinghe,et al.Experimental study on acoustic emission characteristics in coal seam pulse hydraulic fracturing[J].Journal of Central South University,2017,48(7): 1 866-1 874. [8] 倪小明,李全中,王延斌,等.多组分酸对不同煤阶煤储层化学增透实验研究[J].煤炭学报,2014,39(增2): 436-440. NI Xiaoming,LI Quanzhong,WANG Yanbin,et al.Experimental study on chemical permeability improvement of different rank coal reservoirs using multi-component acid[J].Journal of China Coal Society,2014,39(S2): 436-440. [9] 李胜,罗明坤,范超军,等.基于核磁共振和低温氮吸附的煤层酸化增透效果定量表征[J].煤炭学报,2017,42(7): 1 748-1 756. LI Sheng,LUO Mingkun,FAN Chaojun,et al.Quantitative characterization of the effect of acidification in coals by NMR and low-temperature nitrogen adsorption[J].Journal of China Coal Society,2017,42(7): 1 748-1 756. [10] 赵博,文光才,孙海涛,等.煤岩渗透率对酸化作用响应规律的试验研究[J].煤炭学报,2017,42(8): 2 019-2 025. ZHAO Bo,WEN Guangcai,SUN Haitao,et al.Experimental study on response law of permeability of coal to acidification[J]. Journal of China Coal Society,2017,42(8): 2 019-2 025. [11] 张守宝,田取珍.冲击破煤过程中能量耗散的理论分析[J].太原理工大学学报,2005,36(5): 542-544. ZHANG Shoubao,TIAN Quzhen.Theoretical analysis of energy dissi-pation during coal impact cutting[J]. Journal of Taiyuan University of Technology,2005,36(5): 542-544. [12] 卢爱红.应力波诱发冲击矿压的动力学机理研究[M]. 徐州:中国矿业大学出版社,2011: 45-60. |
[1] | 何文, 卢博凯, 石文芳, 祝思雨, 刘金朋. 超声空化效应对细粒尾矿的增渗作用[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(5): 91-100. |
[2] | 许娜, 梁燕翔, 王亮, 赵丽丽, 周雪晴, 张博. 基于知识图谱的煤矿建设安全领域知识管理研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(5): 28-35. |
[3] | 杨可明, 李婷婷, 马军, 李亚星, 江克贵, 赵项通. 基于最优PS点获取方法的矿山工业广场沉降监测[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(5): 44-51. |
[4] | 裴晓东, 姚志远, 王亮, 邵昊, 王凯, 吴征艳. 基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验系统[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 109-116. |
[5] | 徐永亮, 孙萌, 王兰云, 王云刚. 矿井带式输送机火灾烟流特性及其预警防控综述[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 117-128. |
[6] | 李敏, 罗欧文, 鲁义, 施式亮, 李贺, 林志军. 再生顶板条件下煤自燃危险区域空间分布特征[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 129-136. |
[7] | 吴芳华, 施式亮, 鲁义, 谷旺鑫, 谭嘉乐, 刘蔚廷. 磷石膏基自产气膨胀浆体防灭火性能研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 148-154. |
[8] | 杜栋栋, 雷文杰, 李东会, 李哲. 矿井瓦斯抽采钻孔偏移特性研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 155-161. |
[9] | 李懿, 陆伟, 李金亮, 陈云龙, 赵舒洁. 煤层注射成胶型抑尘剂影响因素及抑尘效果研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 171-178. |
[10] | 于海淼, 徐泽鹏, 张硕, 祁慧. 煤矿工人职业健康研究进展的知识图谱分析[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 230-236. |
[11] | 左明成, 焦文华. 面向煤矿井下作业场景的安全帽佩戴识别算法[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 237-246. |
[12] | 张遵国, 袁新立, 陈毅, 唐朝, 马凯欣, 陈永强. 不同应力循环路径下砂岩的能量演化特征[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(2): 144-152. |
[13] | 游波, 崔大雄, 刘何清, 鲁义, 杨芯宇. 不同隔热材料下的深井巷道隔热降温模拟研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(2): 153-160. |
[14] | 王永军, 郑倩, 张河猛, 董伟, 张晓明, 佐佐木久郞. 采空区地下遗煤燃烧-地表碳通量相关性分析[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(2): 161-167. |
[15] | 郭鑫, 鲁义, 施式亮, 李贺, 李大芳. 高流态封孔注浆材料力学性能及水化机制[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(2): 168-175. |
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