低渗透煤储层多缝压裂形成条件研究

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1、全日制硕士学位论文低渗透煤储层多缝压裂形成条件研究申请人姓名：赵锡震指导教师：曹运兴教授学生类别：工学硕士专业名称：安全科学与工程研究方向：瓦斯地质理论与应用河南理工大学安全科学与工程学院二○一七年六月中图分类号：TD712密级：公开UDC：622单位代码：10460低渗透煤储层多缝压裂形成条件研究Studyonfractureformationmechanismoflowpermeabilitycoalseamwithmultiplecrackfracturing申请人姓名赵锡震学位类别工学硕士专业名称安全科学与工程研究

2、方向瓦斯地质理论及应用导师曹运兴职称教授提交日期2017年6月答辩日期2017年6月河南理工大学致谢时间如白驹过隙，眨眼间三年即将过去，入学的场景还历历在目。岁月如歌，光阴似箭，回首三年的求学历程，对那些引导我、帮助我、激励我的人，我心中充满了感激。母校河南理工大学，为我们提供了良好的学习环境和优越的生活条件。“自强不息、奋发向上”的传统精神和“明德任责”校训、“好学力行”校风深深的激励着我不断前进。感谢导师曹运兴教授对我的指导与关怀，这三年来在老师的帮助下我成长了很多，不管在学习上还是生活上，老师都给予了我很大的帮助，每

3、次徘徊不决的时候，老师总是能及时的出现帮我指点迷津，严谨的科研态度和饱满的生活热情是老师带给我最大的收获，同时也在此感谢我慈爱的师母王婷婷老师，我从他们身上感受到了家人的温暖，这也会在以后的道路上一直激励着我勇敢前行。感谢安全学院的全体教师对我的指导，丰富了我的学识、开阔了我的眼界；特别感谢谭志宏老师对我软件方面的帮助，感谢田林、周丹等师兄，传授我学习方法和现场的经验、技巧，让我快速适应研究生的生活，同时也丰富了我的人生阅历；感谢雷少鹏、张海洋、范延昌、李昊龙、李佳等同门，对我学习、生活等方面的帮助，感谢牛康、候朝阳等师弟

4、在论文写作和数据处理中的帮助，是你们让我感受到团队协作的快乐和家庭般的温暖；感谢我的室友李辉、杨勇、马庆庆，是你们让我的研究生生活丰富多彩、充满乐趣，与你们在一起的日子是简单的、快乐的；感谢本文引用的以及由于个人疏忽未能列举的参考文献的所有作者，你们的资料与研究成果丰富了我的论文，对你们表示衷心的感谢。感谢我的父母及家人、朋友这么多年对我的支持、关心与鼓励，你们的支持与鼓励是我努力奋斗的动力愿你们永远健康快乐。衷心感谢评审及答辩委员会的全体老师评阅我的论文，祝您工作顺利，身体健康。鉴于本人能力有限，不足之处在所难免，敬请指

5、正。摘要对于现在的煤层气开发来说，水力压裂作为一项比较成熟的技术已经被大量应用到工程实践当中，由于受到地层主应力分布的影响，现有的水力压裂技术大多数只能压出一系列单一方向的主裂缝，这对我国的煤层气开发来说远远不够，如何压出延伸方向更加复杂的多裂缝网络一直是人们研究的重点。从本质上来说，改变压裂区域的主应力方向可以相应的改变水力裂缝的延伸方向，同时，煤储层中丰富的天然裂缝系统也为多裂缝压裂的形成提供了一种思路，本文从水力裂缝的发育与延伸出发，调查研究了我国的低渗透煤储层特征，从以下三个方面研究了水力压裂形成多裂缝系统的条件。

6、(1)进行了在不同测压比状况下的水力压裂数值模拟，观察整个裂缝发育和延伸形态和声发射图。通过物理图像直观的了解裂缝从萌生、发展直至裂纹贯通的最终状态，结果表明最大主应力控制了裂缝的发育方向。(2)分别模拟了不同测压比条件下，不同双井筒位置和简单井筒网络同步压裂的情况，结果表明受到井间应力扰动的影响，水力裂缝延伸会有着相向的趋势，可以在主应力相差较大的区域内采用井筒网络同步压裂的方法来改变水力裂缝的延伸方向从而形成多裂缝网络。破裂压力也会因为井间应力的影响而变小。(3)通过预设天然裂缝来模拟不同逼近角下水力裂缝与天然裂缝的相

7、交情况，结果表明在中逼近角情况下容易按照天然裂缝延伸一段的距离，从而改变原来的方向，可以很好的沟通天然裂缝系统从而形成多裂缝。而在高逼近角和低逼近角附近，水力裂缝一般会直接穿过天然裂缝进而按照原来的方向继续延伸。关键词：煤层气开发；多缝压裂；主应力比；井间应力扰动；裂缝相交IAbstractForthedevelopmentofCBMnow,Hydraulicfracturingasarelativelymaturetechnologyhasbeenappliedtoengineeringpractice.Underthe

8、influenceofprincipalstressaspects,Mostofexistinghydraulicfracturingtechnologycanonlyproductaseriesofsingledirectionmaincracks.Howtoproductmoreandmorecom