1.一种基于气液两相二氧化碳的煤层压裂与多效强化抽采方法，其特征在于包括以下步骤：(1)配制携砂液

选取稠化剂、交联剂、破胶剂、酸、粘土稳定剂和水为原料，先向水中加入稠化剂，搅拌至全溶，然后依次加入交联剂、粘土稳定剂、破胶剂和酸，搅拌溶解，即得所需携砂液；

(2)制备多效支撑剂

a计算所需支撑剂的密度

根据多效支撑剂在携砂液中的沉降速度，采用下式(1)密度计算公式，计算所需支撑剂的密度；

3 3

式(1)中：ρp为支撑剂密度，kg/m；Vs为支撑剂沉降速度，m/s；ρl为携砂液密度，kg/m；ds

2 n

为支撑剂颗粒直径，m；g为重力加速度，m/s；K为流体稠度系数，Pa·S；n为流体流性系数；

VF为沉降速度因子，采用下式(2)计算得到：

式(2)中：λ为流体松弛时间；

b计算制备多效支撑剂所需铝矾土和尿素的用量

采用铝矾土为基体，尿素为造孔剂制备多效支撑剂；

首先，根据现场压裂施工设计要求，预先确定多效支撑剂的平均尺寸规格ds；

3

然后，根据步骤a计算得到的支撑剂密度，再按照密度为1.335g/cm 尿素、2％wt‑3％wt

3 3

密度为2g/cm 的膨润土、1％wt‑1.5％wt密度为3.68g/cm 莫来石粉、3％wt‑4％wt密度为

3 3

2.8g/cm的白云石粉、3％wt‑3.5％wt密度为2.605g/cm的钾长石粉以及余量密度为3.45g/3

cm铝矾土配方，采用如下公式(3)推算出多效支撑剂配方中所需尿素与铝矾土的质量；

3 3 3

式中ρp为支撑剂密度，kg/m；ρ1为尿素的密度，g/cm ；V1为尿素的体积，cm ；ρ2为铝矾土

3 3

的密度，g/cm；V2为铝矾土的体积，cm；

根据M1＝ρ1V1求出所需尿素的质量，根据M2＝ρ2V2求出所需铝矾土的质量；

c根据步骤b中所确定的配方用料及用量，称取相应量的各原料粉料，将粉料导入混料机，均匀混合，然后将混合后的粉料放入模具中，利用压力机，在室温条件下压制得到致密体，再将致密体放到成球机中，打磨抛光，制成所需要粒径的球状颗粒；

采用水浴的方式去除球状颗粒中的尿素，然后烘干球状颗粒，即得多效支撑剂；

(3)制备压裂液

a将二氧化碳溶解于携砂液中

采用压裂液配制装置，该装置包括高压低温罐、高压预混罐、第一高压二氧化碳储罐、第二高压二氧化碳储罐、四通阀和真空泵；高压低温罐的顶部一端通过第一气体管道连接第一高压二氧化碳储罐，高压低温罐的顶部另一端通过第二气体管道与四通阀的第一端口相连接，高压低温罐的下部通过液体输送管道与高压预混罐的顶部一端连接，在高压预混罐的内部设置有搅拌器，高压预混罐的顶部另一端通过第三气体管道与四通阀的第二端口相连接；四通阀的第三端口通过第四气体管道与真空泵相连接，四通阀的第四端口通过第五气体管道与第二高压二氧化碳储罐相连接；

将携砂液置于高压低温罐中，打开真空泵，抽空高压低温罐内空气至真空计示数不变，通过温度控制器将高压低温罐内温度调节至设定温度，打开第二高压二氧化碳储罐向高压低温罐中泵入二氧化碳，至高压低温罐内压力达到设定压力，静置，由气相转变为液相的二氧化碳与携砂液混合，实现将二氧化碳溶解于携砂液中；

b将多效支撑剂放入高压预混罐中，打开真空泵，抽空高压预混罐内空气至真空计示数不变，通过第二高压二氧化碳储罐向高压预混罐中充入二氧化碳，然后通过第一高压二氧化碳储罐升高压力将高压低温罐内携砂液压入高压预混罐中，通过搅拌器混合均匀，即得所需压裂液；

(4)压裂

将携砂液与多效支撑剂混合得到的压裂液随高压水泵入煤储层实施压裂；

(5)强化抽采过程

携砂液与多效支撑剂在进入煤储层裂隙后，由于裂纹的扩展，压力会降低，当到达临界值后，携砂液与多效支撑剂内的二氧化碳会逸出，在压力梯度的作用下首先在煤体颗粒空隙间流动，其次在煤体裂隙网络中作渗流运动，最后气体分子在气体浓度梯度的作用下从裂隙网络进入煤基质，在煤基质大孔、中孔、微孔孔隙中相继作扩散运动，与煤体吸附态CH4发生竞争吸附，CO2靠较强的被吸附能力将CH4驱替出，最后吸附在煤的孔隙内表面；

与此同时，煤层中存在碳酸盐矿物质会与携砂液中的复合酸液发生如下反应：

2‑ +

CO3 +2H→CO2↑+H2O，产生的CO2也会与煤体吸附态CH4发生竞争吸附，将CH4驱替出；

(6)强化返排过程

在后期携砂液的返排过程中，携砂液与多效支撑剂释放的气体CO2由高压状态转变为低压状态，会发生体积膨胀，对携砂液的返排产生推动作用，弥补携砂液返排时的能量不足，提高压裂效果。

2.根据权利要求1所述的一种基于气液两相二氧化碳的煤层压裂与多效强化抽采方法，其特征在于，步骤(1)中：所述稠化剂选取羟丙基瓜尔胶，交联剂选取有机硼，破胶剂选取过硫酸铵，酸选取复合酸，粘土稳定剂选取氯化铵；复合酸由盐酸、醋酸和草酸组成。

3.根据权利要求2所述的一种基于气液两相二氧化碳的煤层压裂与多效强化抽采方法，其特征在于：各原料的用量配比为：0.4％wt‑0.6％wt羟丙基瓜尔胶、0.06％wt‑0.08％wt有机硼、1％wt‑2％wt过硫酸铵、0.06wt％‑0.08wt％复合酸、0.2wt％‑0.3wt％氯化铵、以及余量的水；其中复合酸由30％wt盐酸、30％wt醋酸和40％wt草酸组成。

4.根据权利要求1所述的一种基于气液两相二氧化碳的煤层压裂与多效强化抽采方法，其特征在于，步骤(2)中：致密体压制所需要的压力条件为40MPa‑50MPa；采用水浴的方式去除尿素，在100℃‑120℃的热水中浸泡6h。

5.根据权利要求1所述的一种基于气液两相二氧化碳的煤层压裂与多效强化抽采方法，其特征在于，步骤(3)中：所述压裂液配制装置中，在第一气体管道上设置有第一减压罐，且在第一气体管道上还设置有第一阀门和第二阀门，第一阀门处于第一高压二氧化碳储罐和第一减压罐之间，第二阀门处于第一减压罐和高压低温罐之间；在第二气体管道上设置有第三阀门，在第三气体管道上设置有第四阀门，在第四气体管道上设置有第二减压罐和第五阀门，且第五阀门处于第二高压二氧化碳储罐和第二减压罐之间；在高压低温罐的外部一侧设置有温度控制器，在真空泵处设置有真空计。

6.根据权利要求1所述的一种基于气液两相二氧化碳的煤层压裂与多效强化抽采方法，其特征在于，步骤(3)中：所述高压低温罐的设定温度为‑5℃‑0℃，设定压力为4MPa‑

6MPa，静置时间为6h。

7.根据权利要求1所述的一种基于气液两相二氧化碳的煤层压裂与多效强化抽采方法，其特征在于：所述压裂液还包括单独存放的前置液，所述前置液由以下原料混合而成：

0.5％wt‑1.2％wt的氯化铵、1％wt‑2％wt的活性剂以及余量的水；

在泵入压裂液之前，先调节压裂泵泵压将前置液注入地层，对地层进行破裂，形成一定尺寸的裂缝后，逐渐增高泵压，然后再泵入压裂液。