發(fā)布時(shí)間：2021-04-19 19:14

　　水力壓裂工藝作為一種重要的增透技術(shù)，已經(jīng)在地面煤層氣的開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。將地面水力壓裂技術(shù)移植到井下，可以增大抽采鉆孔間距、提高瓦斯抽采濃度，達(dá)到安全、高效開采煤炭的目的。地面水力壓裂設(shè)備、施工場(chǎng)地等與井下壓裂設(shè)備、施工場(chǎng)地等的差異性，決定了照搬地面煤層氣井壓裂工藝進(jìn)行井下水力壓裂的局限性和盲目性。因此，針對(duì)井下煤層特點(diǎn)和施工場(chǎng)地等條件的獨(dú)特性，研究出與之相匹配的井下鉆孔水力壓裂參數(shù)優(yōu)化方法是亟待解決的難題。本文根據(jù)地質(zhì)強(qiáng)度因子（GSI）及煤體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析得出基于GSI的煤體結(jié)構(gòu)定量表征方法；用此方法，結(jié)合寺家莊礦地質(zhì)演化史，對(duì)15號(hào)煤層的煤體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定量劃分；對(duì)不同GSI煤體所適用的壓裂工藝進(jìn)行了分類，GSI>45適用于本煤層順層鉆孔和穿層壓裂，局部GSI<45的煤體適用于虛擬儲(chǔ)層鉆孔壓裂。采用理論分析與實(shí)驗(yàn)室研究的方法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)壓裂試驗(yàn)，對(duì)壓裂鉆孔的主要參數(shù)（間距、傾角和方位）進(jìn)行了優(yōu)化，指出壓裂孔最佳間距為裂縫半長(zhǎng)的2倍，最佳傾角為仰角，鉆孔方位要盡量與最大主應(yīng)力和原始裂隙方位相垂直。從壓裂鉆孔成孔規(guī)則度、封孔工藝復(fù)雜程度和封孔的經(jīng)濟(jì)性等方面對(duì)比分析了水泥砂... 

【文章來(lái)源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 研究的目的與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖體強(qiáng)度理論研究
        1.2.2 GSI 理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 地面煤層氣井水力壓裂研究現(xiàn)狀
        1.2.4 煤礦井下水力壓裂研究現(xiàn)狀
        1.2.5 存在問(wèn)題
    1.3 研究?jī)?nèi)容及方法
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究方法
2 寺家莊井田瓦斯地質(zhì)特征
    2.1 井田概況
    2.2 地質(zhì)概況
        2.2.1 地層
        2.2.2 構(gòu)造
        2.2.3 含煤地層
    2.3 瓦斯賦存特征
3 基于 GSI 的煤體結(jié)構(gòu)劃分
    3.1 基于 GSI 的煤體結(jié)構(gòu)定量表征
    3.2 寺家莊礦區(qū)地質(zhì)演化背景
    3.3 寺家莊礦區(qū)煤體結(jié)構(gòu)展布
    3.4 寺家莊礦不同 GSI 的煤體壓裂工藝選擇
    3.5 本章小結(jié)
4 井下鉆孔水力壓裂工藝參數(shù)優(yōu)化
    4.1 壓裂鉆孔優(yōu)化
        4.1.1 壓裂孔間距
        4.1.2 壓裂孔傾角
        4.1.3 壓裂孔方位
    4.2 封孔方案優(yōu)化
        4.2.1 封孔工藝
        4.2.2 封孔深度
    4.3 破裂壓力
    4.4 裂縫延伸壓力
    4.5 泵注壓力
    4.6 壓裂液優(yōu)化
        4.6.1 濾失性
        4.6.2 壓裂液對(duì)煤儲(chǔ)層傷害研究
        4.6.3 壓裂液攜砂能力
        4.6.4 壓裂液選擇
    4.7 裂縫幾何參數(shù)計(jì)算
    4.8 泵注程序優(yōu)化
    4.9 本章小結(jié)
5 井下鉆孔水力壓裂技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)施工
    5.1 壓裂設(shè)備
    5.2 本煤層順層鉆孔壓裂
        5.2.1 壓裂施工設(shè)計(jì)
        5.2.2 壓裂施工及效果分析
    5.3 穿層鉆孔壓裂
        5.3.1 北翼膠帶巷試驗(yàn)
        5.3.2 15203 內(nèi)錯(cuò)尾巷試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤巖水力裂縫擴(kuò)展規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 楊焦生,王一兵,李安啟,陳振宏,陳艷鵬,鄒雨時(shí).  煤炭學(xué)報(bào). 2012(01)
[2]煤礦井下水力壓裂增透抽采機(jī)理及應(yīng)用研究[J]. 郭啟文,韓煒,張文勇,王曉彬,郝相龍,安納托利·德米特里耶維奇·阿列克謝耶夫.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2011(12)
[3]水壓破裂煤層增透機(jī)理研究[J]. 陳連雙,渾寶炬.  現(xiàn)代礦業(yè). 2011(01)
[4]高壓水力壓裂技術(shù)在瓦斯綜合治理中的研究與應(yīng)用[J]. 代志旭.  煤炭工程. 2010(12)
[5]煤層水力壓裂合理參數(shù)分析與工程實(shí)踐[J]. 李國(guó)旗,葉青,李建新,徐守仁,潘峰,連金江,兀帥東.  中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(12)
[6]水力壓裂增透技術(shù)在瓦斯抽采中的應(yīng)用[J]. 孫炳興,王兆豐,伍厚榮.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2010(11)
[7]水力壓裂技術(shù)在高瓦斯低透氣性礦井中的應(yīng)用[J]. 呂有廠.  重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(07)
[8]煤層氣井用黏彈性表面活性劑壓裂液性能評(píng)價(jià)[J]. 孫晗森,羅陶濤,劉春琴,楊國(guó)勝,郝明圈,楊安旗.  石油鉆采工藝. 2010(04)
[9]煤儲(chǔ)層啟動(dòng)壓力梯度的實(shí)驗(yàn)測(cè)定及意義[J]. 郭紅玉,蘇現(xiàn)波.  天然氣工業(yè). 2010(06)
[10]井下水力壓裂強(qiáng)化抽放技術(shù)應(yīng)用[J]. 張志勇.  礦山機(jī)械. 2010(12)

博士論文
[1]煤層水壓致裂理論及應(yīng)用研究[D]. 杜春志.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3148143