寺家庄矿井下钻孔水力压裂参数优化

发布时间：2021-04-19 19:14

　　水力压裂工艺作为一种重要的增透技术，已经在地面煤层气的开发中得到了广泛的应用。将地面水力压裂技术移植到井下，可以增大抽采钻孔间距、提高瓦斯抽采浓度，达到安全、高效开采煤炭的目的。地面水力压裂设备、施工场地等与井下压裂设备、施工场地等的差异性，决定了照搬地面煤层气井压裂工艺进行井下水力压裂的局限性和盲目性。因此，针对井下煤层特点和施工场地等条件的独特性，研究出与之相匹配的井下钻孔水力压裂参数优化方法是亟待解决的难题。本文根据地质强度因子（GSI）及煤体结构特点，分析得出基于GSI的煤体结构定量表征方法；用此方法，结合寺家庄矿地质演化史，对15号煤层的煤体结构进行了定量划分；对不同GSI煤体所适用的压裂工艺进行了分类，GSI>45适用于本煤层顺层钻孔和穿层压裂，局部GSI<45的煤体适用于虚拟储层钻孔压裂。采用理论分析与实验室研究的方法，结合现场压裂试验，对压裂钻孔的主要参数（间距、倾角和方位）进行了优化，指出压裂孔最佳间距为裂缝半长的2倍，最佳倾角为仰角，钻孔方位要尽量与最大主应力和原始裂隙方位相垂直。从压裂钻孔成孔规则度、封孔工艺复杂程度和封孔的经济性等方面对比分析了水泥砂... 

【文章来源】：河南理工大学河南省

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 研究的目的与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 岩体强度理论研究
        1.2.2 GSI 理论研究现状
        1.2.3 地面煤层气井水力压裂研究现状
        1.2.4 煤矿井下水力压裂研究现状
        1.2.5 存在问题
    1.3 研究内容及方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
2 寺家庄井田瓦斯地质特征
    2.1 井田概况
    2.2 地质概况
        2.2.1 地层
        2.2.2 构造
        2.2.3 含煤地层
    2.3 瓦斯赋存特征
3 基于 GSI 的煤体结构划分
    3.1 基于 GSI 的煤体结构定量表征
    3.2 寺家庄矿区地质演化背景
    3.3 寺家庄矿区煤体结构展布
    3.4 寺家庄矿不同 GSI 的煤体压裂工艺选择
    3.5 本章小结
4 井下钻孔水力压裂工艺参数优化
    4.1 压裂钻孔优化
        4.1.1 压裂孔间距
        4.1.2 压裂孔倾角
        4.1.3 压裂孔方位
    4.2 封孔方案优化
        4.2.1 封孔工艺
        4.2.2 封孔深度
    4.3 破裂压力
    4.4 裂缝延伸压力
    4.5 泵注压力
    4.6 压裂液优化
        4.6.1 滤失性
        4.6.2 压裂液对煤储层伤害研究
        4.6.3 压裂液携砂能力
        4.6.4 压裂液选择
    4.7 裂缝几何参数计算
    4.8 泵注程序优化
    4.9 本章小结
5 井下钻孔水力压裂技术现场施工
    5.1 压裂设备
    5.2 本煤层顺层钻孔压裂
        5.2.1 压裂施工设计
        5.2.2 压裂施工及效果分析
    5.3 穿层钻孔压裂
        5.3.1 北翼胶带巷试验
        5.3.2 15203 内错尾巷试验
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
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[2]煤矿井下水力压裂增透抽采机理及应用研究[J]. 郭启文,韩炜,张文勇,王晓彬,郝相龙,安纳托利·德米特里耶维奇·阿列克谢耶夫.  煤炭科学技术. 2011(12)
[3]水压破裂煤层增透机理研究[J]. 陈连双,浑宝炬.  现代矿业. 2011(01)
[4]高压水力压裂技术在瓦斯综合治理中的研究与应用[J]. 代志旭.  煤炭工程. 2010(12)
[5]煤层水力压裂合理参数分析与工程实践[J]. 李国旗,叶青,李建新,徐守仁,潘峰,连金江,兀帅东.  中国安全科学学报. 2010(12)
[6]水力压裂增透技术在瓦斯抽采中的应用[J]. 孙炳兴,王兆丰,伍厚荣.  煤炭科学技术. 2010(11)
[7]水力压裂技术在高瓦斯低透气性矿井中的应用[J]. 吕有厂.  重庆大学学报. 2010(07)
[8]煤层气井用黏弹性表面活性剂压裂液性能评价[J]. 孙晗森,罗陶涛,刘春琴,杨国胜,郝明圈,杨安旗.  石油钻采工艺. 2010(04)
[9]煤储层启动压力梯度的实验测定及意义[J]. 郭红玉,苏现波.  天然气工业. 2010(06)
[10]井下水力压裂强化抽放技术应用[J]. 张志勇.  矿山机械. 2010(12)

博士论文
[1]煤层水压致裂理论及应用研究[D]. 杜春志.中国矿业大学 2008



本文编号：3148143