煤炭学报

作者：周瑞立, 陈楚豪, 郑军, 肖易航,

关键词：煤粉, 支撑裂缝, 真三轴, 颗粒运移, 渗透率,

深部煤层气在压裂后生产过程中，容易出现煤粉和支撑剂产出现象，造成气井产能下降。常规煤岩颗粒运移试验在样品制作、应力环境及流体条件等方面与地下储层环境和生产实际存在较大偏差，因此试验结果存疑。针对大牛地深部煤层压裂后的开采特征，设计了真三轴应力环境下支撑裂缝中的颗粒运移试验，试验样品采用劈裂的正方体煤岩，并根据工区返排初期和中后期的液气比差异，分别采用高液气比(1∶1)和低液气比(1∶4)2种混合流体进行匹配。通过逐级增加驱替流速，结合渗透率动态测试与固相产出分析，探究不同流速下煤粉与支撑剂的耦合运移机制及其对裂缝渗透率的影响。结果表明：随着流速的增加，支撑裂缝内依次出现煤粉运移、支撑剂端面运移、支撑剂深部运移3段特征，固相运移量呈现2个小台阶上升后快速增加的特征；液气比是影响颗粒运移的关键因素，高液气比下煤粉与支撑剂的临界运移流速均低于低液气比条件，表明压裂液返排初期更容易产生颗粒运移；煤粉的适度运移可小幅提高渗透率，约提高10%，但过量运移会引发“搭桥”现象，进而堵塞喉道，使得渗透率下降约30%～55%；支撑剂运移会破坏裂缝支撑结构，造成渗透率上下波动。建立的煤岩支撑裂缝颗粒运移试验方法及相关研究结果可为优化深部煤层气的排采制度和减少固相产出提供有力支撑。

来源：2026年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

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