碎软低渗煤层顶板水平井水力压裂裂缝起裂控制机制Control Mechanism of Fracture Initiation during Hydraulic Fracturing in Horizontal Wells Drilled in the Roof of Soft, Fractured, Low-Permeability Coal Seams
平立华
摘要(Abstract):
通过在煤层顶板部署水平井,诱导垂向裂缝向下扩展以实现煤层改造已成为当前碎软低渗煤层煤层气开发的技术首选,而顶板岩层内水力压裂裂缝的起裂特性,是该技术实现的关键前提。基于有限容积法构建煤层顶板水平井水力压裂地质—工程模型,系统研究裂缝起裂规律,明确起裂时间与起裂压力的主控因素。研究结果表明,煤层顶板水力压裂裂缝的起裂时间与起裂压力均随顶板弹性模量增大而减小;随着射孔方位角增大,起裂时间和起裂压力增大,或先增大、后保持恒定;注液流速增大1倍,起裂压力基本不变,而起裂时间减半;射孔长度和直径对起裂时间和起裂压力基本没有影响;正断和走滑地应力模式下的起裂时间和起裂压力大于逆断模式。成果可为碎软低渗煤层水平井分段压裂层位布设和参数优化提供理论依据。
关键词(KeyWords): 碎软低渗煤层;裂缝起裂;水平井;水力压裂;有限容积法
基金项目(Foundation): 中国煤炭地质总局江苏煤炭地质局科研专项资金项目(2020-II-2)
作者(Author): 平立华
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