La cuenca de Ordos posee abundantes recursos de gas de carbón, lo cual es muy significativo para mejorar la capacidad de suministro de gas natural en China. La permeabilidad de los reservorios de carbón en condiciones in situ es extremadamente baja; actualmente, la principal manera de lograr un aumento en la producción es mediante la fracturación hidráulica a gran escala con adición de arena, pero este método es costoso y poco económico. Tomando como objeto de estudio el carbón nº 8 del grupo Benxi del Carbonífero en la parte oriental de la cuenca de Ordos, se aplicaron métodos integrados que incluyen análisis de características del reservorio, pruebas de mecánica de rocas, experimentos de reacción agua-carbón y evaluación de la capacidad de flujo posterior a la fracturación, junto con práctica en campo para realizar un estudio sistemático. Los resultados muestran que en el carbón se desarrollan fracturas naturales con alta plasticidad y, bajo la restricción de un “soporte rígido” en el techo y el suelo, se forma una estructura similar a una «caja de confinamiento de tensión». La inyección de fluidos de alta presión puede inducir una destrucción compuesta de tensión-tracción y corte en el carbón, promoviendo la fragmentación del macizo carbonífero y la activación de las fracturas naturales, formando así una red compleja de grietas. El carbón fragmentado puede aumentar enormemente el espacio de flujo en condiciones in situ, permitiendo que las fracturas mantengan una alta conductividad incluso después de que el fluido de fracturación haya sido evacuado. Basándose en estos conocimientos, se propuso el concepto de “fracturación sin arena con activación de red de fracturas en gas de carbón”, logrando la transición del método de fracturación de “control estable de arena — control límite de arena — fracturación sin arena”. Los resultados de pruebas de campo mostraron que bajo condiciones sin adición de arena y volúmenes de fluido similares, la capacidad de producción de un pozo con fracturación sin arena sigue siendo comparable a la fracturación convencional, indicando que el volumen del fluido es el principal factor que influye en la producción; bajo condiciones de fracturación sin arena con un tramo horizontal de 1.500 m y un volumen de fluido de 24.500 m³, la producción diaria de gas se mantuvo estable por encima de 4×10⁴ m³. La tecnología de fracturación sin arena aprovecha plenamente las propiedades geológicas e ingenieriles únicas del reservorio de carbón, manteniendo una producción estable a la vez que reduce costos, teniendo gran importancia para el desarrollo a gran escala del gas de carbón profundo.

prueba de campo; reacción agua-carbón; simulación física; mecanismo de incremento de saturación; caja de confinamiento de tensión; activación de red de fracturas sin arena; gas de carbón; cuenca de Ordos