突出煤层顶板分段压裂的影响因素及裂缝扩展机制研究

　　内容提要本书以实验室测试、数值模拟、理论分析、室内实验等手段，从突出煤层顶底板岩性、地应力特征、煤层气含量、煤体结构特征、顶底板岩性物性参数、煤体及顶底板裂隙等方面，分析了突出煤层顶底板实施分段压裂的差异、特点；运用重庆大学自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统，开展了煤岩真三轴水力压裂模拟试验、突出煤层顶板压裂钻孔层位模拟试验，揭示了复杂缝网结构形成的实验条件，分析了不同压裂钻孔层位对压裂裂缝扩展的影响特征；通过数值模拟软件分析了最小水平主应力、应力比、岩层间弹性模量、压裂岩层等对压裂裂缝扩展的影响；对比分析了突出煤层与顶板岩性的差异，提出在突出煤层顶板内采用分段压裂技术进行储层改造，揭示了突出煤层顶板分段压裂形成裂缝网络结构的力学条件；剖析了突出煤层顶板分段压裂工程案例，结合压裂曲线、排采曲线，分析了突出煤层顶板分段压裂的效果及特点。本书可供从事煤矿瓦斯防治领域的工程技术人员与科研人员阅读，也可作为高等院校相关专业研究生和高年级本科生的教学参考书。

暂缺《突出煤层顶板分段压裂的影响因素及裂缝扩展机制研究》作者简介

目录1绪论11．1研究目的和意义11．2国内外研究现状31．2．1水力压裂技术研究现状31．2．2水力压裂裂缝起裂机理研究现状61．2．3水力压裂裂缝扩展机理研究现状71．2．4水平井分段压裂技术研究现状101．2．5存在的主要问题121．3研究内容及技术路线131．3．1研究内容131．3．2研究方法141．3．3技术路线152突出煤层顶底板煤岩样物性特征162．1工程背景概况162．1．1压裂井位置162．1．2突出煤层顶底板岩性特征172．1．3突出煤层顶底板地应力特征222．2煤层气含量试验结果分析262．3等温吸附试验结果分析272．4煤体结构特征282．5煤层显微组分试验结果分析292．6顶底板物性特征分析302．6．1顶底板岩样物性参数分析302．6．2煤体及顶底板裂隙发育特征323煤储层裂缝网络结构形成机制物理模拟试验研究363．1煤岩真三轴水力压裂模拟试验研究363．1．1煤岩真三轴水力压裂试验系统363．1．2煤岩真三轴水力压裂试验方案383．1．3煤岩真三轴水力压裂试验试件的制作383．1．4煤岩真三轴水力压裂试验结果分析423．2突出煤层顶板压裂钻孔层位模拟试验研究513．2．1突出煤层顶板压裂钻孔层位试验系统513．2．2突出煤层顶板压裂钻孔层位试验方案533．2．3突出煤层顶板压裂钻孔层位试验试件的制作563．2．4突出煤层顶板压裂钻孔层位试验结果分析573．3煤储层裂缝网络结构形成机制分析674突出煤层顶板压裂裂缝扩展数值模拟研究694．1最小水平主应力对压裂裂缝扩展的影响694．1．1模型参数设置704．1．2数值模拟结果分析704．2应力比对压裂裂缝扩展的影响724．2．1模型参数设置724．2．2数值模拟结果分析724．3岩层间弹性模量对压裂裂缝扩展的影响744．3．1模型参数设置754．3．2数值模拟结果分析764．4压裂岩层对压裂裂缝扩展的影响794．4．1模型参数设置794．4．2数值模拟结果分析795突出煤层顶板分段压裂增透机理研究825．1突出煤层顶板分段压裂的概念及意义825．2突出煤层顶板分段压裂诱导应力场模型865．2．1突出煤层顶板分段压裂钻孔方向865．2．2突出煤层顶板分段压裂应力场数学模型875．2．3突出煤层顶板分段压裂破裂压力数学模型915．3分段压裂裂缝诱导应力场分析及段间距优化925．3．1压裂裂缝