松软低透气性煤层井下水力压裂工艺技术研究.pdf

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1、第４２卷第６期矿业安全与环保Ｖｏｌ４２Ｎｏ６２０１５年１２月ＭＩＮＩＮＧＳＡＦＥＴＹ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＤｅｃ２０１５李磊，李中军，武文宾．松软低透气性煤层井下水力压裂工艺技术研究［Ｊ］．矿业安全与环保，２０１５，４２（６）：５－９．文章编号：１００８－４４９５（２０１５）０６－０００５－０５松软低透气性煤层井下水力压裂工艺技术研究１，２３１，２李磊，李中军，武文宾（１．中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆４０００３７；２．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆４０００３７；３．重庆开县矿业管理所，重庆４０５４００

2、）摘要：为了研究松软低透气性煤层井下水力压裂的施工工艺及技术，以淮南矿业集团潘一矿东井为工程背景，首先根据建立的松软低透气性煤层压裂裂缝尺寸计算模型，分析得出煤体的弹性模量、泊松比是影响压裂裂缝尺寸及决定裂缝形态产状的主要因素；通过分析计算压裂煤体裂缝缝内净压力，研究了压裂泵注压力的影响因素。理论计算得出试验区域煤层起裂压力为２４．３ＭＰａ，设计泵注压力３０．２ＭＰａ；现场压裂试验与计算压力误差仅为３．３％，证实了理论计算方法的可行性。试验结果表明，水力压裂影响半径达４０ｍ，压裂后煤层透气性及抽采效果大幅提高，瓦斯治理成本大幅降低。关键词：松软低透气性

3、煤层；井下水力压裂；压裂裂缝；施工工艺；压裂效果＋中图分类号：ＴＤ７１３．３３文献标志码：Ａ网络出版时间：２０１５－１２－０１１１：４１网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／５０．１０６２．ＴＤ．２０１５１２０１．１１４１．００４．ｈｔｍｌＳｔｕｄｙｏｎＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＦｒａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＳｏｆｔＣｏａｌＳｅａｍｗｉｔｈＬｏｗＰｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ１，２３１，２ＬＩＬｅｉ，ＬＩＺｈｏｎｇｊｕｎ，ＷＵＷｅｎｂｉｎ（１．ＣｈｉｎａＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥ

4、ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｈｏｎｇｑｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３７，Ｃｈｎｉａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧａｓＤｉｓａｓｔｅｒＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＥｍｅｒｇｅｎｃｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３７，Ｃｈｉｎａ；３．ＭｉｎｉｎｇＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎＯｆｆｉｃｅｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＫａｉｘｉａｎＣｏｕｎｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０５４００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕ

5、ｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｏｆｔｃｏａｌｓｅａｍｗｉｔｈｌｏｗｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＰａｎｙｉＥａｓｔＣｏａｌＭｉｎｅｏｆＨｕａｉｎａｎＭｉｎｉｎｇＧｒｏｕｐ，ｉｔｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｔｈａｔｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄＰｏｉｓｓｏｎ＇ｓｒａｔｉｏｏｆｃｏａｌｗｅｒｅｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｃｒａｃｋｓｉｚｅａｎｄｄｅｃｉｄｉｎｇｔｈｅｃｒａｃｋｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｆｏｒｍａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈ

6、ｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｃｒａｃｋｓｉｚｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｏｆｔｃｏａｌｓｅａｍｗｉｔｈｌｏｗｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ；ａｎｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｃｏａｌｆｒａｃｔｕｒｅｓ，ｔｈｅａｆｆｅｃｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｐｕｍｐｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｗｅｒｅａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｔｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｃｏａｌｓｅａｍ’ｓｆｒａ

7、ｃｔｕｒｉｎｇｉｎｉｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｗａｓ２４．３ＭＰａｉｎｔｈｅｔｅｓｔａｒｅａａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｐｕｍｐｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｗａｓ３０．２ＭＰａ；ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｅｒｒｏｒｂｅｔｗｅｅｎｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｓｔａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｗａｓｏｎｌｙ３３％，ｗｈｉｃｈｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｒａｄｉｕｓｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔ

8、ｕｒｉｎｇｗａｓａｓｌａｒｇｅａｓ４０ｍ，ａｎｄａｆｔｅｒｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｈｅｇａｓｐｅ