井下煤层水力压裂裂缝导向机理及方法

针对井下煤层水力压裂裂缝扩展无序导致抽采效率低的问题，提出水力压裂裂缝导向方法，即采用高压水射流割定向缝导向裂缝起裂及扩展。在压裂孔周边合理布置导向钻孔，压裂孔及导向钻孔均采用水射流割缝技术在煤孔中形成定向缝隙。在地应力作用下缝隙尖端形成剪切破坏区，在内水压的作用下裂缝在缝隙尖端起裂；通过计算射流割缝缝隙水平延长方向最大主应力方向得出，裂缝在尖端起裂后沿水平方向延伸；在此基础上研发了裂缝导向技术工艺，即钻孔布置工艺、封孔工艺及压裂工艺，并成功应用于典型低透气性煤层；试验结果表明：该方法能够导向裂缝的延伸，压裂半径为25m以上；抽采数据表明瓦斯抽放平均浓度为68%，单孔平均抽放纯量为0.037m3/min；采用裂缝导向技术后相比普通孔瓦斯抽放纯量提高了11.26倍，抽放浓度提高了2.12倍。