Взрывное гидроразрывное воздействие метана в сланцевых коллекторах как новая бесводная технология гидроразрыва характеризуется возникающим мгновенным высоким давлением и потенциалом быстрого изменения вблизи скважины. Однако под реальными скважинными ограничениями и с учетом давления окружающей среды механизм влияния различных способов перфорации на выделение энергии взрыва, формирование и распространение трещин, а также целостность обсадной колонны остаётся неясным. Для решения данной проблемы в исследовании использована ультра-большая экспериментальная установка для физического моделирования трёхосного гидроразрыва. Построена интегрированная физическая модель «обсадная колонна - перфорация - коллектор - взрыв». Проведён крупномасштабный эксперимент взрывного гидроразрыва метана размером 2 м×2 м×1 м. Спроектированы два типичных режима: направленная перфорация под углом 180° и спиральная перфорация под углом 60°, проведён сравнительный анализ давления при взрыве, состояния отверстий перфорации, морфологии трещин после разрыва и целостности обсадной колонны. Результаты показывают: ①Взрывы метана способны в очень коротком времени создавать высокоамплитудное мгновенное давление. Внутренние максимальные давления внутри рабочих цилиндров при двух сериях экспериментов достигли 1219,00 и 967,13 МПа, при этом давление, передаваемое через стенки обсадной трубы, быстро снижалось до 316,97 и 256,63 МПа с коэффициентом снижения пиков давления около 74% и 73% соответственно; ②Взрывной гидроразрыв способен в определённой степени ослаблять однобокое влияние горизонтального напряжения на направление трещин, что приводит к продольному распространению основных трещин вдоль оси скважины; ③После взрыва на некоторых отверстиях обсадных труб наблюдалось лишь незначительное истирание, без явного изгиба, расширения, разрыва или пластической деформации, что указывает на хорошую ударопрочность обсадных труб P110 при данных параметрах давления и перфорации; ④Параметры перфорации являются ключевыми факторами, регулирующими пути выделения газа от взрыва и геометрию трещин. Направленная перфорация под 180° формирует сеть сложных трещин с «преимущественно продольным, вспомогательным поперечным и многоветвистым» характером, тогда как спиральная перфорация под 60° формирует высоко связные, длинные и регулярные главные трещины. Исследование раскрывает регуляторное влияние способов перфорации при учёте давления окружения на выделение энергии взрывного гидроразрыва метана и формирование трещин, что может стать экспериментальной базой для оптимизации технологических параметров, оценки безопасности скважины и пригодности инженерных решений.

сланцевый коллектор; взрывной гидроразрыв метана; крупномасштабный трёхосный гидроразрыв; способ перфорации; распространение трещин