i、ii类高煤阶煤水力压裂参数优化及软件开发

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1、摘要水力压裂是煤储层增透的主要措施之一，煤中天然裂隙系统增加了压裂裂缝形态的复杂性，以往主要是从单一实验室条件或现场经验方面进行研究，理论与实践结合相对较少，造成理论指导实践的局限性。本文基于理论与实践结合的思想，首先在实验室应用RMT-150B伺服仪进行不同煤体结构、不同裂隙发育程度煤样的应力-应变-渗透率测试，查明了它们之间的关系，验证了I、II类煤直接水力压裂的可行性及III、IV类煤的局限性。根据煤层气开采的目的层不同，由此确定出单一煤层和多煤层合层水力压裂两种压裂工艺。基于水力压裂原理结合煤岩本身特性，

2、系统分析了单一煤层裂缝形态及压裂效果影响因素，基于声波时差测试与10倍放大镜下统计裂隙面积，将原始状态下煤层划分为裂隙发育、较发育和不发育煤层。应用岩石力学断裂理论判断能否突破围岩，结合裂缝破裂延伸规律，分别建立了不同裂隙发育程度、突破和未突破围岩下的裂缝形态模型；以Carman-Kozeng方程为基础，结合煤层气井水力压裂施工特点，建立了渗透率预测模型。采用迭代方法对不同裂隙发育程度煤层分别进行了施工参数优化。同理，分析多煤层合层压裂影响因素，基于孔眼摩阻公式结合破裂压力确定最佳投球数，建立了裂缝形态模型和渗透

3、率预测模型并进行施工参数优化。最后，借助于c#编程语言，并与Access数据库连接，实现了集数据输入、调用、预测、优化为一体的水力压裂优化软件。潘庄区块和古交区块优化结果与现场实际结果对比表明软件具有一定的可靠性，能针对不同情况做出较正确的判断。I、II类高煤阶煤水力压裂参数优化及软件的开发能为现场不同情况下的水力压裂参数优化提供理论指导，大大节约了施工成本。关键字：煤体结构；水力压裂；参数优化；软件开发I万方数据AbstractHydraulicfracturingwasoneofthemainmeasures

4、forincreasingthepermeabilityofcoalreservoir,thecomplexityofhydraulicfracturingcrackformswasincreasedbynaturalfracturesystemofcoalseam,inthepast,thestudywerebeingdonemainlyinthelaboratoryconditionorfieldexperience,allthesemadethelimitationoftheoryguidingpracti

5、ce,anditwasrelativelysmalloftheorycombiningwithpractice.Basedonthethoughtoftheorytocombingwithpractice,atfirstcoalsamples'stress-strain-permeabilityindifferentdegreeoffractureanddifferentcoalstructurewastestedbyapplyingtheRMT-150Binthelaboratory,therelationsh

6、ipamongthemwasfoundout,thefeasibilityofthedirectnessabouthydraulicfracturingoftypeIorIIcoalandthelimitationoftypeIIIorIVcoalwasverified.AccordingtothedifferenttargetbedofCBMexploitation,thusthetwokindsoffracturingtechnologyincludesinglecoalseamhydraulicfractu

7、ringandmultipleseamlayerhydraulicfracturingwereidentified.Basedontheprincipleofhydraulicfracturingandtheowncharacteristicsofcoal,theinfluencingfactorsofcrackformandfracturingeffectforsinglecoalseamweresystematicanalyzed,basedonintervaltransittimetestandstatis

8、ticalfractureareaunderthetenmagnification,theoriginalstateofcoalseamcouldbedividedintofacturewell-developedcoalseam,fracturebetter-developedcoalseamandfracturepoor-developedcoalseam.Themo