【摘要】：本論文以水力壓裂增透理論為基礎(chǔ),以顧橋礦13-1煤層為試驗(yàn)對象,通過RFPA2D-Flow軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)合水力壓裂現(xiàn)場試驗(yàn),分析了水力壓裂的卸壓增透效果,得出的結(jié)論為相比較于壓裂前,壓裂后預(yù)抽鉆孔量減少了 38%,瓦斯治理成本得到極大降低,瓦斯治理抽采時間縮減約三分之一,瓦斯治理抽采效果明顯得到改善。對水力壓裂機(jī)理進(jìn)行了分析,介紹了水力壓裂卸壓增透過程及作用,探討了煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征,水力壓裂的起裂與擴(kuò)展機(jī)理,得出鉆孔圍巖任意點(diǎn)應(yīng)力的求解公式。使用RFPA2D-Flow數(shù)值模擬軟件進(jìn)行模擬,得出:13-1煤層起裂壓力為30Mpa左右,在水力壓裂實(shí)施期間,水流量最大值可達(dá)到400m3/(d.m)。對煤層進(jìn)行水力壓裂后,應(yīng)力得以重新分布,根據(jù)應(yīng)力大小將壓裂孔附近的煤層分成4個區(qū)域,分別是應(yīng)力卸壓區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)、應(yīng)力過渡區(qū)和原始應(yīng)力區(qū)。根據(jù)此次數(shù)值模擬,13-1煤層區(qū)域大致劃分如下:0～28m為應(yīng)力卸壓區(qū);28～40m為應(yīng)力集中區(qū);40～50m為應(yīng)力過渡區(qū);50m以外為原始應(yīng)力區(qū)。由此得出水力壓裂的影響半徑在28～40m的范圍內(nèi),且水力壓裂結(jié)束后,煤體內(nèi)部會產(chǎn)生無數(shù)裂隙,裂隙與裂隙之間會形成類似于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的裂隙網(wǎng),滲透率大大提高。根據(jù)煤體瓦斯含量及含水率分布圖得出,水力壓裂前該區(qū)域煤層瓦斯含量為6.7m3/t,水力壓裂后該區(qū)域煤層瓦斯含量為3.7m3/t,壓裂前后瓦斯含量明顯下降;水力壓裂前在鉆孔40m范圍內(nèi)含水率為2.8%,壓裂后含水率明顯提高。由此得知顧橋礦1414(3)底抽巷1#壓裂孔水力壓裂影響半徑達(dá)到40m。13-1煤層未經(jīng)水力壓裂的煤體的透氣性系數(shù)為1.39 m2/MPa2·d,經(jīng)過水力壓裂后瓦斯壓力下降到0.61MPa,通過一系列計(jì)算,得出水力壓裂后的煤體的透氣性系數(shù)為13.01 m2/MPa2·d,前后對比,該系數(shù)上升了 9.35倍。對13-1煤層進(jìn)行水力壓裂后,透氣性系數(shù)得到了大幅度提高,瓦斯抽采效果較為明顯。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD712.6
【圖文】：

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然后是小顆粒堆積封堵，高壓水不斷沖擊弱面，當(dāng)注水壓力大于弱面粘逡逑結(jié)力等阻力時，弱面裂開，然后向著下一個弱面移動，重復(fù)上述過程，直至煤體逡逑被分割，無法產(chǎn)生壓裂為止，見下圖４和圖５。逡逑注入水壓邐邐過濾水壓逡逑＿邋＊邋＊邋？邋？邋＊？？？？？？？？＊？？？邋＾邋＊？？？？？？？？＊？？？逡逑邐逡逑注入水壓邋邐＾過濾水壓逡逑？S茫垮濉鰣�？？S�？逦＾■S�？？？？辶x�？邋？邋？邋？邋？：：：：：？：．：？？邋？：：：：辶x蟂緬�？逦《S謾峰義瞎慫瑰義獻(xiàn)⑷胨瑰澹蓿�？？？？？？？（？？辶x稀垮危�？邋？邋＊邋＊邋？？：：：：：：？？：？？邋—？辶x賢跡戳遜煅由燉┱構(gòu)體義希疲椋紓村澹疲潁幔悖簦酰潁邋澹穡潁錚穡幔紓幔簦椋錚鑠澹澹簦澹睿螅椋錚鑠義希保村義

本文編號：2733533