唐山矿水力压裂数值模拟研究-论文.pdf

《唐山矿水力压裂数值模拟研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第11卷第4期中国煤层气VolJ11No．42014年8月CHINAC0ALBEDMETHANEAugust．2014唐山矿水力压裂数值模拟研奔关联合(开滦(集团)有限责任公司技术管理部，河北063018)摘要：本文首先对水力压力试验方案进行了设计，在此基础上，对不同压力条件下的压裂效果进行数值模拟分析。试验结果显示，唐山矿合适的注水压力为12MPa，该压力条件下的注水影响半径为20m。关键词：数值模拟水力压裂增透瓦斯抽放ResearchofHydraulicFracturingNumericalSimulationinTangshanMi

2、neGUANLianhe(DepartmentofTechnologyManagement，Kailuan(Group)CorporationLtd．，Hebei063018)Abstract：Inthepaper，thetestprojectofhydraulicfracturingwasdesignedfirstly，andonthisbasisthefracturingeffectswereanalyzedtheconditionsofdifferentpressurebynumericalsimulation．Thetestresu

3、hshowsthattheappropriatewaterinjectionpressurewas12MPaandtheinfluenceradiusofthewaterinjec—tionwas20minthisconditionofTangshanmine．Keywords：Numericalsimulation；hydraulicfracturingincreasedpermeability；gasdrainage开滦矿区具有百余年的开采历史，是国内开采措施。深度最深的矿区之一。开滦矿区煤层具有高应力、为了解决煤层气难以抽采的技术难题

4、，开滦集低透气性的特点，总体上大部分煤层属于难抽煤团以唐山矿为试验矿井，研究探索开滦矿区低透气层，给煤层预抽带来很大难度。随着矿井开采深度性煤层水力压裂最佳技术参数与有效作用范围。的加大，煤层煤层气压力、煤层气含量逐渐增加，1水力压裂试验方案设计由于煤层透气性较低，尽管开滦采取了多种煤层增透工艺和技术措施，但预抽效果不理想，不仅严重1．1水力压裂试验地点阻碍矿井生产的接替，而且威胁着矿井安全生产。水力压裂试验地点选择在唐山矿T3286工作面因此，增大矿井瓦斯抽采量、缩短瓦斯抽采时间，回风巷。该地点主采8号煤层，下部9号煤层尚无是实现矿井安全

5、高效生产的一个有效途径。解决高采掘活动。工作面开采深度为一622～一650m，走瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽采问题关键在于提高煤向长度820m，工作面倾斜长度为55m，平均煤层层透气性、进行有效瓦斯抽采。当前的增透方法主厚度为3．0m；煤层平均倾角为8。；老顶为灰白色要包括煤层钻深孔、深孑L预裂爆破和一些水力化中砂岩，厚4．5m；直接顶为灰色粉砂岩～灰白色作者简介关联合，男，硕士，高级工程师，注册安全工程师，现任开滦集团技术中心瓦斯研究中心主任。第4期唐山矿水力压裂数值模拟研究19细砂岩，厚0—3m；伪顶深灰碳质泥岩，厚0～性，确定增透过程中实

6、际参数。结合试验区煤层赋fZ0∞∞0．5m底板：直接底为灰黑色砂质泥岩，厚1．5m；存状况，设计了唐山矿13286工作面注水压裂试老底为灰白色细砂岩，厚15．2m；瓦斯绝对涌出量验，工作面布置如图1所示。为2．822m／min，煤尘爆炸指数为42．09％，有爆在风道布置七个钻场，依次编号(A、B、C、炸危险性。该工作面为条带布置方式、走向长壁综D、E、F、G)，钻场长4m，宽3m。钻场布置：合机械化采煤法。B、D、F个钻场为注水钻场，布置注水钻孔，注1．2水力压裂试验前煤层甲烷参数测定结果水钻孔布置采用单向短钻孔的布置方式，进行煤体煤层甲烷

7、放散初速度△p：7mmHg(采用注水压裂，为了确定注水压裂钻孔的影响半径，决WFC．2瓦斯放散初速度测试仪)，煤层甲烷吸附常定设计不同间距的钻场进行实验，其中A号钻场数a、b分别为20．5466、1．2690，煤层甲烷含量：布置在距工作面切眼120m位置，其余钻场间距依8．5m／t，煤层气压力：0．7MPa(采用间接测定煤次增大，分别为10m、15m、20m。A、C、E、G层瓦斯压力的方法)，煤层透气性系数：为抽放钻场，每个钻场布置三个钻孔，从左至右依0．1lm／MPa．d。次编号为1、2、3，钻孔夹角15。。钻孔上仰角度1．3水力压裂试验

8、方案与煤层倾角相同。为测试不同钻孑L深度对抽放效果为验证注水压裂增透技术在开滦矿区的适用的影响，设计钻孔深度为30m、35m和40m三种。I晦；l量皇E宙．g}：1-1l＼／＼G