煤層水力壓裂影響因素數值模擬研究

作者：甄懷賓,張偉強,吳飛鵬,孫偉,朱衛平

摘要：水力壓裂技術是目前煤層氣增產的主要措施之一,它可有效地造成裂縫網絡,增大氣體滲流通道面積,減少煤粉的生成。為研究煤層壓裂裂縫擴展的影響因素,針對目前現場對煤層壓裂效果認識不清晰的問題,本文基于線彈性traction-separation準則,利用黏聚力單元模擬裂縫起裂和地層損傷,建立了水平井煤層水力裂縫計算模型;運用單因素控制方法利用該模型研究了射孔相位角、地應力差值以及彈性模量對水力裂縫的影響。計算結果表明射孔相位角越小,地層起裂壓力越大,隨著相位角的變化,地層起裂壓力增幅可達32.5%;彈性模量為6 GPa時,地層起裂壓力最低為23.77 MPa,高彈模地層容易形成長窄縫,低彈模地層容易形成短寬縫。最終利用該模型優化了煤層水平井水力壓裂施工參數,為水力壓裂方案的設計提供了參考和指導。

發文機構：中聯煤層氣國家工程研究中心有限責任公司 中石油煤層氣有限責任公司 中國石油大學（華東）石油工程學院

關鍵詞：水平井煤層水力壓裂有限單元法horizontal wellcoal seamhydrofracturefinite element method

分類號： TE357[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]