“卓越科学家”专题丨王香增院士：超临界CO\u2082压裂深部煤体的显微裂缝分布特征及其控制机理

本文针对深部煤层气开采中渗透率低、开采难度大的问题，研究了超临界CO₂（ScCO₂）压裂技术在改造深部煤体微观结构中的应用。研究背景指出，深部煤层具有高地应力、低渗透率等特征，ScCO₂压裂相比水力压裂能形成更复杂的缝网结构，有利于提高煤层透气性和气体抽采效果。研究目的旨在通过显微CT、声发射等技术，分析ScCO₂压裂后煤体中显微裂缝的分布特征及扩展规律，并探讨煤体结构、地应力等因素对裂缝的控制机理。结论表明，ScCO₂压裂能显著增加煤体显微裂缝的复杂性和连通性，降低破裂压力，且裂缝面的粗糙度分形维数与破裂压力正相关，揭示了ScCO₂通过低黏度、高扩散性及相变效应促进裂缝扩展的机理，为深部煤层气高效开采提供了理论指导。