오르도스 분지는 풍부한 석탄 지질가스 자원을 보유하고 있으며, 이는 중국 천연가스 공급 능력 향상에 중요한 의미를 갖는다. 석탄 지층의 원위치 조건에서 투과성은 매우 약하며, 현재는 주로 대규모 모래 압쇄를 통해 생산량 돌파를 이루고 있으나 이 방법은 비용이 높고 경제성이 낮다. 연구 대상은 오르도스 분지 동부 석탄기 벤시조 8번 석탄층으로, 저장층 특성 분석, 암석 역학 시험, 수-석탄 반응 실험 및 압쇄 후 유동성 평가 방법을 종합하여 광산 현장 실무와 결합하여 체계적인 연구를 진행하였다. 연구 결과 석탄 내에는 천연 절리들이 발달해 강한 소성을 가지며, 상부 및 하부 고정지지 조건 하에 "응력 봉인 상자"와 유사한 구조를 형성한다. 고압 유체 주입은 석탄에서 인장-전단 복합 파괴와 미끄럼을 유발하여 석탄체 파쇄 및 천연 절리 활성화를 촉진시켜 복잡한 균열망을 형성한다. 파쇄된 석탄은 원위치 조건에서 투과 공간을 크게 확대하여 균열이 파쇄액 배출 후에도 높은 유동성능을 유지할 수 있다. 이러한 인식을 바탕으로 석탄 지질가스 "균열망 활성화 무모래 압쇄" 개념을 제안하여 압쇄 방식이 "안정 액체 모래 제어 — 극한 모래 제어 — 무모래 압쇄"로 전환되었다. 현장 시험 결과 무모래이고 액체량이 유사한 조건에서 무모래 압쇄 단일 공정 생산성은 기존 압쇄와 동등하며, 이는 액체 규모가 생산성에 대한 주된 제어 인자임을 나타낸다; 수평 구간 길이 1,500m, 유입액량 24,500㎥의 무모래 압쇄 조건에서 일일 가스 생산량은 4×10⁴㎥ 이상으로 안정적이다. 무모래 압쇄 기술은 석탄지층 저장층의 지질-공학적 고유 특성을 최대한 활용하여 생산량 안정성을 유지함과 동시에 비용 절감의 장점을 가지고 있어 심층 석탄 지질가스 대규모 개발에 중요한 의의를 가진다.

광산 시험; 수-석탄 반응; 물리 시뮬레이션; 투과 증가 메커니즘; 응력 봉인 상자; 균열망 활성화 무모래 압쇄; 석탄 지질가스; 오르도스 분지