注水压力对低透气性煤层水力压裂增透效果影响研究

发布时间：2021-02-03 14:22

　　对于低透气性煤层瓦斯瓦斯抽采难度加大问题,采用了水力压裂对煤层进行增透,与此同时,水力压裂中注水压力是一个控制压裂效果的关键参数之一。采用数值模拟方研究平煤十二矿己₁₅-31040工作面煤巷条带区域注水压力煤层水力压裂效果的影响。从模拟结果可以看出,随着注水压力的增加,压裂影响半径亦随之增大。当注水压力增大到一定范围,注水压力的增大对压裂增透效果的影响意义不大。将数值模拟结果应用于现场实际工程中,在压裂施工中,未发生压裂事故,而且巷道顶板保持完好。压裂后本煤层瓦斯衰减系数原始区域减小了13.3倍,透气性系数比原始区域增大了21.2倍,而且与之同时,煤层进行水力压裂后,瓦斯抽采浓度和纯量大幅度提升,单孔抽采浓度和纯量为未压裂区域的2.94倍及13.5倍,压裂增透效果明显。 

【文章来源】：中国矿业. 2020,29(S1)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

有限元计算模型

煤层二维平面模型

由图3～6可以看出，在煤层进行水力压裂过程中，随着注水压力的增加，压裂影响半径亦随之增大。当注水压力增大到一定范围，注水压力的增大对压裂增透效果的影响意义不大。如图7所示。由图7可以看出，当注水压力为10MPa时，影响半径为10m左右，将注水压力增大到20MPa，水力压裂影响半径缓慢增大，水压力增大到30MPa时，影响半径迅速提升，而到40 MPa，水力压裂影响半径与30MPa相比，呈现缓慢态势。这是因为当水压小于30MPa时，微裂隙分别在两孔周围开始萌生，而无法大规模扩展当水压达到30 MPa时，注水孔周边微裂隙进一步发育，并向煤体深部扩展，煤体已开始大区域的宏观破裂微裂隙迅速大量的产生，裂隙不断沿着煤层方向呈扇形向煤体深部扩展，微裂隙之间不断的贯通，最终在煤体中形成宏观裂缝；继续增大水压对裂缝扩展意义不大。图4 pw=20MPa时煤层水压力及影响范围图

【参考文献】：
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博士论文
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本文编号：3016659