基于GSI的煤礦井下水力壓裂數(shù)值模擬.pdf

1、瓦斯是制約煤礦安全生產的重要因素。近年來，隨著礦井開采深度的增加，瓦斯問題日趨嚴峻。瓦斯的高效抽采是災害治理和資源利用的根本性措施，而抽采效果取決于煤層的滲透性。水力壓裂作為煤層強化增透的有效措施，現(xiàn)場應用與試驗也逐漸得到重視。井下水力壓裂作為一種新興技術，其理論與工藝研究尚不完善，尤其是指導壓裂設計與施工的井下水力壓裂數(shù)值模擬技術。因此，結合井下煤體結構特征和儲層條件，研究井下水力壓裂所適用工藝，建立井下水力壓裂數(shù)理模型，開發(fā)井下水力

2、壓裂數(shù)值模擬軟件用來指導井下壓裂設計與現(xiàn)場施工具有重要意義。
　　本文基于煤體結構的定量表征方法和地質強度指標（GSI）與滲透率之間的量化關系，通過實驗手段劃分出不同煤體結構所適用的井下壓裂工藝，即煤體GSI≥45適合進行本煤層水力壓裂，煤體GSI＜45適合進行圍巖抽采層水力壓裂。本文以巖體力學、斷裂力學、流體力學、煤層氣地質學、煤層氣開發(fā)地質學、瓦斯地質學、軟件工程等學科為基礎，結合水力壓裂原理和水力壓裂設計數(shù)值計算方法，引入G

3、SI，建立煤礦井下水力壓裂數(shù)理模型，包括地層巖石參數(shù)數(shù)理模型、地應力數(shù)理模型、壓力參數(shù)數(shù)理模型、壓裂液濾失系數(shù)數(shù)理模型、裂縫幾何形態(tài)數(shù)理模型，之后從儲層壓力參數(shù)、有效壓裂范圍和裂縫導流能力三個方面進行了壓后評價技術分析，為壓裂設計與施工質量的評判奠定了理論基礎。借助計算機可視化仿真與軟件開發(fā)技術，對相應水力壓裂數(shù)理模型進行可視化計算與數(shù)值模擬，并進行界面的后期美化與程序的打包發(fā)布，形成一套基于 GSI的煤礦井下水力壓裂數(shù)值模擬軟件。最后