超临界二氧化碳间接压裂是一种很有前景煤层气开采技术，其成功的关键是确保超临界二氧化碳压裂产生的裂缝能够穿透煤岩界面进入煤层。本文通过室内实验研究了超临界二氧化碳压裂煤岩界面裂纹扩展行为，并将实验结果与水力压裂实验结果进行了对比。结果表明，裂缝能否穿透煤岩界面取决于煤岩界面的竖向应力和界面内聚力，只有当垂直应力与最小水平主应力之间的应力差超过一定阈值时，裂缝才会跨煤岩界面扩展，界面黏聚力越高，裂缝越容易穿过煤岩界面。与水力压裂相比，在相同条件下，超临界CO2压裂中裂缝穿透煤岩界面的垂直应力与最小水平主应力之间的应力差更大。





图1 计算机断层扫描(CT)图像选择定位





图2 试件内部裂纹分布





图3 超临界CO2压裂和水力压裂注入压力曲线

超临界二氧化碳间接压裂是一种很有前景煤层气开采技术，其成功的关键是确保超临界二氧化碳压裂产生的裂缝能够穿透煤岩界面进入煤层。本文通过室内实验研究了超临界二氧化碳压裂煤岩界面裂纹扩展行为，并将实验结果与水力压裂实验结果进行了对比。结果表明，裂缝能否穿透煤岩界面取决于煤岩界面的竖向应力和界面内聚力，只有当垂直应力与最小水平主应力之间的应力差超过一定阈值时，裂缝才会跨煤岩界面扩展，界面黏聚力越高，裂缝越容易穿过煤岩界面。与水力压裂相比，在相同条件下，超临界CO2压裂中裂缝穿透煤岩界面的垂直应力与最小水平主应力之间的应力差更大。





图1 计算机断层扫描(CT)图像选择定位





图2 试件内部裂纹分布





图3 超临界CO2压裂和水力压裂注入压力曲线