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题名横向切槽几何形状对煤岩水力裂缝扩展影响分析
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作者
徐洲
谢昕
孔祥伟
姜国富
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机构
长江大学石油工程学院
油气钻采工程湖北省重点实验室
中海油研究总院有限责任公司
中石化西南石油工程有限公司
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出处
《能源与环保》
2024年第5期257-262,270,共7页
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基金
中海油十四五重点规划项目(CCL2022RCPS0471TSN)
国家自然科学基金项目(51904261)。
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文摘
为解决煤层渗透率低、抽采量小、抽采率低等特点的煤层气抽采难题,针对红庆河煤矿3-1煤层,考虑用试错法调整模型的细观参数来匹配煤样的宏观性质,建立了基于颗粒离散元程序的煤岩水力压裂流固耦合模型,采用颗粒粘结模型及光滑节理模型模拟煤岩结构特征,研究了条形、三角形和正方形预制横向切槽对煤岩起裂难易程度和裂缝扩展形态的影响规律。模拟结果表明,预制横向切槽可驱使其附近裂缝沿着切槽定向起裂、扩展,在控制相同的水压且围压比为1.0等变量的条件下,条形切槽的煤岩水力压裂裂缝条数最少但平均缝长最长,正方形切槽的煤岩水力压裂裂缝条数最多但平均缝长最短;综合对比下,正方形的横向切槽比条形槽和三角形槽更易形成复杂的缝网、增大煤层有效改造体积,3种横向切槽均能减小煤岩的起裂难度,横向切槽的尖端角越多,起裂难度越小;煤岩水力压裂中距离横向切槽孔较近部分的破坏形式主要为张拉破坏,裂缝较为平直且不出现分叉,距离横向切槽孔较远部分开始出现剪切破坏。
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关键词
煤岩
离散元
预制横向切槽
水力压裂
起裂
裂缝扩展
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Keywords
coal and rock
discrete element
prefabricated transverse groove
hydraulic fracturing
fracture initiation
fracture extension
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分类号
TE28
[石油与天然气工程—油气井工程]
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