煤層氣儲(chǔ)層多脈沖壓裂開(kāi)發(fā)機(jī)理及工藝研究.pdf

1、煤層氣已成為世界上繼煤炭、石油及天然氣后新的接替能源之一，美國(guó)、加拿大等已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的開(kāi)發(fā)和利用。我國(guó)的煤層氣資源總量居世界前列，合理的利用和開(kāi)發(fā)煤層氣資源對(duì)我國(guó)的能源發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。然而，由于我國(guó)煤儲(chǔ)層的“三低”特性及地層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，煤層氣的開(kāi)發(fā)工藝和技術(shù)還處于試驗(yàn)階段。目前，以水力壓裂為主的儲(chǔ)層改造工藝還不能完全滿足開(kāi)發(fā)需求，迫切需要新技術(shù)的探索與研究。為此，本論文開(kāi)展了煤層氣儲(chǔ)層多脈沖壓裂開(kāi)發(fā)機(jī)理及工藝的研究。
　

2、　本論文基于高能氣體壓裂在煤層氣中的先導(dǎo)性試驗(yàn)以及對(duì)煤巖儲(chǔ)層分析，以山西沁水鄭莊區(qū)塊為研究對(duì)象，開(kāi)展了對(duì)煤層氣多脈沖壓裂裂縫長(zhǎng)度、壓裂藥的能量利用率、煤巖的巖石力學(xué)參數(shù)以及煤層氣儲(chǔ)層多脈沖壓裂的工藝研究。通過(guò)對(duì)多脈沖壓裂裂縫長(zhǎng)度計(jì)算模型的建立及分析得出，在合理的峰值壓力范圍內(nèi)，總裝藥量越大，氣體能量作用于地層的時(shí)間越長(zhǎng)，裂縫長(zhǎng)度越長(zhǎng);通過(guò)對(duì)壓裂藥能量利用率計(jì)算模型的研究和分析得出，在淺層煤層氣中，采用全封閉式壓裂井口裝置以及多級(jí)裝藥結(jié)構(gòu)

3、，可以有效的減少壓擋液做功損失的能量，從而提高了壓裂藥的能量利用率，使地層產(chǎn)生更長(zhǎng)的多裂縫體系。
　　根據(jù)煤巖橫波時(shí)差和縱波時(shí)差的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，用線性經(jīng)驗(yàn)公式法，待定系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式法，Critensen預(yù)測(cè)法建立了煤巖橫波時(shí)差模型，并用對(duì)比分析法和誤差分析法對(duì)橫波時(shí)差的模型進(jìn)行優(yōu)選。利用優(yōu)選的橫波時(shí)差模型，對(duì)煤巖的巖石力學(xué)參數(shù)公式進(jìn)行了修正，并通過(guò)水力壓裂法求取了煤巖的地應(yīng)力。以上的研究分析為煤層氣多脈沖壓裂選層及壓裂施工參數(shù)的確定奠定