A fraturação por combustão explosiva de metano em reservatórios de xisto, como uma nova tecnologia de fraturação sem uso de água, possui potencial para fraturação transitória de alta pressão e rápida modificação próxima ao poço. Contudo, sob restrições reais do poço e considerando as condições de pressão circundantes, os mecanismos de influência dos diferentes métodos de perfuração na liberação de energia da explosão, na iniciação e propagação de fraturas e na integridade do revestimento ainda não estão claros. Para resolver essa questão, este estudo baseou-se em uma plataforma experimental física de simulação triaxial real em grande escala, criando um sistema integrado de simulação física “revestimento-perfuração-reservatório-explosão”. Foram realizados experimentos de fraturação por combustão explosiva de metano em grande escala com dimensões de 2 m × 2 m × 1 m, projetando dois cenários típicos de perfuração: perfuração direcionada a 180° e perfuração helicoidal a 60°. Foram analisadas comparativamente as respostas de pressão da explosão, o estado dos orifícios de perfuração, a morfologia das fraturas pós-fraturação e a integridade do revestimento sob diferentes condições. Os resultados mostram: ① A combustão explosiva de metano pode gerar pressão transitória de alta amplitude em tempo muito curto, com picos de pressão interna no cilindro de trabalho dos dois grupos experimentais atingindo 1219,00 e 967,13 MPa, respectivamente, enquanto a pressão transmitida à parede do revestimento decai rapidamente para 316,97 e 256,63 MPa, com taxas de diminuição dos picos de aproximadamente 74% e 73%; ② A fraturação por explosão pode atenuar em certa medida o controle unidirecional da diferença de tensões horizontais sobre a direção das fraturas, permitindo que a fratura principal se estenda axialmente ao longo do poço; ③ Após a explosão, nos dois grupos de revestimentos observou-se apenas desgaste leve em alguns orifícios de perfuração, sem ocorrência de flambagem evidente, alargamento, rasgamento ou deformação plástica, indicando que o revestimento P110 possui boa capacidade de resistência ao impacto da explosão sob as condições de pressão circundante e parâmetros de perfuração deste experimento; ④ Os parâmetros de perfuração são fatores-chave na regulação da via de liberação dos gases da explosão e na geometria das fraturas, sendo a perfuração direcionada a 180° responsável pelo desenvolvimento de uma rede complexa de fraturas “principalmente longitudinal, secundariamente transversal, com múltiplos ramos”, enquanto a perfuração helicoidal a 60° tende a gerar fraturas principais com alta conectividade, grande extensão e morfologia regular. Este estudo revela o efeito regulador do método de perfuração sob restrição de pressão circundante na liberação de energia e formação de fraturas na fraturação por combustão explosiva de metano, oferecendo base experimental para otimização dos parâmetros do processo, avaliação da segurança do poço e avaliação da viabilidade de engenharia.

reservatório de xisto; fraturação por combustão explosiva de metano; fraturação triaxial real em grande escala; método de perfuração; propagação de fraturas