煤炭学报

作者：阎纪伟, 梁卫国, 宋晓夏,

关键词：水力压裂, 石英砂, 产生煤粉, 煤粉分布, 煤层气排采,

水力压裂煤层中的石英砂与煤粉混合，增加了压裂液和携砂液的运移阻力，降低了煤层渗透率，影响煤层改造效果和煤层气井产能，研究水力压裂后煤层中的石英砂与煤粉的分布特征，对煤层解堵及提高煤层气产量具有重要意义。通过观察采煤工作面揭露的经水力压裂改造后的煤层，结合扫描电镜、体视镜和显微电子计算机断层扫描(CT)，探究石英砂和煤粉的分布特征，分析二者混合堆积对煤层气井排采的影响。结果表明：水力压裂时，煤体破裂、石英砂与裂隙壁的碰撞、摩擦和嵌入过程以及返排压裂液时产生大量煤粉。距离煤层气井筒由远到近，石英砂和煤粉在平面上分区展布，分别是纯煤粉区、石英砂和煤粉混合区。主干裂隙内以石英砂和煤粉为主，次级裂隙内以煤粉为主。微观裂隙内的煤粉主要在煤层破裂及石英砂嵌入煤体的过程中产生。煤粉与石英砂混合堆积在裂隙内，阻碍了水及煤层气的运移。煤层气井排采初期，煤层中主要是单相水流或气水二相流时，煤粉容易被气水携带进入井筒，而在只产气阶段，煤粉主要沉积在裂隙内，石英砂和煤粉混合堵塞裂隙是造成煤层气井产气量波动的原因之一。研究结果为水力压裂改造煤体渗透率及煤层气井增产提供了指导。

来源：2026年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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