豫西軟煤圍巖水力破裂卸壓增透技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、本文針對(duì)豫西“三軟”煤層對(duì)煤層直接壓裂卸壓增透效果不理想的問題，提出了軟煤圍巖水力破裂卸壓增透技術(shù)，主要通過底板割縫導(dǎo)向控制壓裂的方法對(duì)軟煤圍巖進(jìn)行透氣性改造，大大提高了軟煤層透氣性與抽采效率。利用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)典型豫西煤礦的水力壓裂起裂壓力、影響半徑等因素進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，得出了以下研究成果：
　?。?）提出了軟煤底板割縫導(dǎo)向壓裂技術(shù)，分析了底板割縫導(dǎo)向壓裂的技術(shù)原理。該技術(shù)通過對(duì)軟煤底板進(jìn)行導(dǎo)

2、向割縫從而控制起裂位置并擴(kuò)大壓裂影響半徑，利用底板壓裂孔內(nèi)橫槽與壓裂孔周圍控制孔的共同定向作用對(duì)壓裂鉆孔進(jìn)行定向水力壓裂。
　?。?）對(duì)典型豫西軟煤煤巖樣進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試，得到了基本力學(xué)特性參數(shù)。所測(cè)得的結(jié)果為后續(xù)的數(shù)值模擬工作提供了計(jì)算依據(jù)。
　?。?）利用 RFPA2D-flow軟件，對(duì)比分析了傳統(tǒng)順層壓裂與底板導(dǎo)向割縫壓裂針對(duì)軟煤層時(shí)的壓裂效果，結(jié)果表明，對(duì)“三軟”煤層進(jìn)行水力壓裂增透措施時(shí)，底板壓裂的卸壓增透效果更

3、明顯。
　?。?）在軟煤底板割縫導(dǎo)向壓裂數(shù)值模擬中，建立了符合現(xiàn)場(chǎng)底板壓裂環(huán)境的數(shù)值模型，對(duì)軟煤底板壓裂過程進(jìn)行了數(shù)值試驗(yàn)，揭示底板破壞、裂隙萌生發(fā)展直至貫通的整個(gè)過程。研究了鉆孔周邊最大主應(yīng)力、鉆孔水壓力等參數(shù)的分布與演化，得出了在現(xiàn)場(chǎng)條件下，底板割縫導(dǎo)向控制壓裂技術(shù)的數(shù)值模擬壓裂半徑為10米。而傳統(tǒng)順層壓裂的數(shù)值模擬壓裂半徑為5米。
　　（5）在進(jìn)行底板壓裂措施后，瓦斯抽采濃度和抽采純量都有了大幅度提高，壓裂孔瓦斯抽采濃