【摘要】水力压裂在美国已成为提高煤层渗透率和煤层气井产能的重要手段,而中国富含煤层气的煤田大都具有构造复杂、煤体破坏严重、软煤发育、高塑性和煤层渗透率极低等特点,致使其应用效果并不理想。本文从分析煤化学组成、孔结构和煤层气贮存方式出发,提出了采用有机溶剂压裂提高煤层渗透率的技术思路,概述了有机溶剂压裂煤层的方法,比较了有机溶剂压裂和水力压裂的异同,探讨了有机溶剂压裂的影响因素。
2)。进一步的计算表明,经溶剂抽提后煤中的中孔尤其是过渡孔和微孔向大孔转
化,使煤的孔隙体积的增加主要由大孔增加所致。当对煤层进行有机溶剂压裂时
,溶剂的溶解抽提作用将解除粉煤对裂缝的堵塞,减少不利于煤层气运移的过渡
孔和微孔数量,并使它们转化为中孔和大孔,从而增加有利于煤层气向生产井底
流动的通道,提高煤层渗透率。
23 有机溶剂对MP分子的溶解作用
煤层气以游离状态、水溶状态和吸附状态存在于煤岩中,其中70~95%煤
层气依靠范德华力吸附在煤的微孔隙表面和煤的三维化学交联网络中。有机溶剂
与煤岩接触时,它将首先置换出与煤的孔隙表面及煤的三维化学交联网络形成弱
相互作用力(范德华力)的煤层气分子,然后溶解抽提出与煤的孔隙表面和三维化
学交联网络形成强相互作用力(氢键和EDA键)的MP分子。由此可以推知,有机溶
剂压裂煤层时,其所到之处的煤层气将全部解吸,它对MP分子的溶解抽提作用会
降低煤的比表面积,使煤丧失对煤层气分子的吸附能力。
24 煤中的无机矿物质
煤中的无机矿物质不溶于有机溶剂,在进行有机溶剂压裂煤层时它将逐渐从
煤中分离出来,它的非均质性又有利于其与压裂液中的支撑剂一起在煤中形成高
渗透率的裂缝。所以,煤中的无机矿物质是一种非常有用的原生支撑剂,对提高
煤层渗透率有利。
综上所述,煤的化学组成和溶剂抽提性质为有机溶剂压裂煤层、提高煤层渗
透率提供了理论依据;煤的微孔隙结构与MMP分子的强相互作用,置换出了以吸
附状态存在于煤的孔隙表面和三维化学交联网络中的煤层气分子,其对MP分子的