水力压裂切割煤层顶板力学机理及参数优化

周航; 周福建

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摘要

煤层开采中,上顶板难以断裂,易形成大面积悬顶结构,进而诱发严重的冲击地压等灾害,不利于矿井的安全高效生产。针对利用水力压裂技术解决煤层上悬顶的工程问题,采用地质-工程一体化模拟技术,考虑岩层纵向分层属性,建立了大尺度水平井段内多簇压裂精细模型,开展了水力压裂切割煤层厚顶板力学机理和施工参数优化研究。研究结果表明:①水平井多级压裂能够充分切割上顶板,产生密切割缝网结构,附加诱导应力值增大10%,能够有效解决悬顶卸压问题;②高黏滑溜水+交联冻胶压裂液体系形成的裂缝体积高于低黏滑溜水体系约40%;③影响裂缝扩展的主控因素从强到弱依次为:压裂液类型、地层物性、液量、排量、段长。本文耦合地质建模-裂缝扩展-应力计算,深入研究了水力压裂裂缝扩展规模及其对厚层顶板弱化改造程度,研究成果将指导含厚层顶板煤层安全高效开发。

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来源
《科学技术与工程》 |2022年第19期|8253-8261|共9页
作者
周航; 周福建;
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作者单位

中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类岩石沉陷及安全措施;
关键词
硬厚顶板; 水平井; 裂缝扩展; 地应力; 参数优化;

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