A bacia de Ordos possui abundantes recursos de gás de carbono, o que é de grande importância para aumentar a capacidade de abastecimento de gás natural na China. A capacidade de permeabilidade dos reservatórios de carvão em condições in situ é muito fraca, atualmente dependem principalmente da fraturação hidráulica com adição em grande escala de areia para alcançar um aumento de produção, mas este método é caro e economicamente desfavorável. Com o carvão nº 8 do grupo Benxi do período Carbonífero na parte oriental da bacia de Ordos como objeto de estudo, foram utilizados métodos integrados de análise das características da formação, testes de mecânica das rochas, experimentos de reação água-carvão e avaliação da capacidade de fluxo após a fratura, combinados com práticas de campo para conduzir um estudo sistemático. Os resultados mostram que as fraturas naturais se desenvolvem no carvão com forte plasticidade e, sob restrições de “suporte rígido” no teto e no chão, formam uma estrutura semelhante a uma “caixa de confinamento de tensões”. A injeção de fluidos de alta pressão pode induzir falhas compostas de tração e cisalhamento no carvão, promovendo a fragmentação do corpo de carvão e a ativação das fraturas naturais, formando uma rede complexa de fraturas. O carvão fragmentado pode aumentar significativamente o espaço de permeabilidade em condições in situ, permitindo que as fraturas mantenham alta capacidade de fluxo mesmo após a saída do fluido de fratura. Com base nesses entendimentos, foi proposto o conceito de “fraturação sem areia com ativação da rede de fraturas de gás de carvão”, que conseguiu transformar a abordagem de fraturação de “controle estável de fluidos com areia — controle limite de areia — fraturação sem areia”. Os resultados de testes de campo indicam que, sob condições sem adição de areia e volumes de fluido semelhantes, a produção de um único poço com fraturação sem areia é equivalente à da fraturação convencional, indicando que o volume do fluido é o principal fator que afeta a produtividade; em condições de fraturação sem areia com trecho horizontal de 1.500 m e volume de fluido de entrada de 24.500 m³, a produção diária de gás se estabiliza acima de 4×10⁴ m³. A tecnologia de fraturação sem areia aproveita ao máximo as propriedades geológico-engenheirísticas únicas do reservatório de carvão, mantendo a produção estável e oferecendo vantagens de redução de custo, sendo de grande importância para o desenvolvimento em larga escala do gás de carvão profundo.

teste em campo; reação água-carvão; simulação física; mecanismo de aumento da infiltração; caixa de confinamento de tensão; ativação da rede de fraturas sem areia; gás de carvão; bacia de Ordos