本文選題：高瓦斯煤層 + 千米深井　； 參考：《煤炭學報》2017年07期

【摘要】：水力壓裂是增加煤巖體透氣性的有效方法之一,針對深部水力壓裂存在的問題,提出了"水-砂-水"(W-S-W)水力壓裂強化增透技術,以千米深井高瓦斯煤層為研究背景,開展了W-SW水力壓裂強化增透試驗和常規(guī)水力壓裂試驗,并對增透效果進行了考察。結(jié)果表明:煤體的非均質(zhì)性和孔隙裂隙分布的非均勻性導致了煤體非對稱性增透,在水力壓裂的作用下裂縫的擴展演化是遞進循環(huán)式的,并依次經(jīng)歷了能量緩慢增長、微裂隙萌生、局部損傷破壞、裂縫迅速擴展、裂縫網(wǎng)絡循環(huán)擴展演化5個階段。高壓水對煤體內(nèi)部結(jié)構產(chǎn)生切割,形成一種高壓水驅(qū)動裂隙弱面不斷擴展、延伸的連鎖效應,并使支撐劑(砂)楔入到裂縫端部,抑制了裂縫的閉合,增加了煤體的透氣性。采用W-S-W水力壓裂強化增透區(qū)域煤層的百孔抽采量最高達1.2 m~3/min,平均百孔抽采量與瓦斯體積分數(shù)分別為0.77 m~3/min,52%,與常規(guī)水力壓裂區(qū)域的平均百孔抽采量0.44 m~3/min和瓦斯體積分數(shù)31%相比分別提高了0.75倍、0.68倍,與未壓裂區(qū)域的平均百孔抽采量0.32 m~3/min和瓦斯體積分數(shù)24%相比分別提高了1.4倍、1.2倍,W-S-W水力壓裂強化增透區(qū)域煤層的百孔抽采量與瓦斯體積分數(shù)均具有明顯的峰值階段,且穩(wěn)定抽采階段可持續(xù)45 d以上,瓦斯抽采時效性明顯,實現(xiàn)了千米深井高瓦斯煤層大范圍增透和長時高效抽采瓦斯。
[Abstract]:Hydraulic fracturing is one of the effective methods to increase the permeability of coal and rock mass. In view of the problems existing in deep hydraulic fracturing, a hydraulic fracturing enhanced anti-permeability technique is put forward, which is based on the high gas seam of a kilometer deep well.W-SW hydraulic fracturing enhanced permeability test and conventional hydraulic fracturing test were carried out, and the antitransmittance effect was investigated.The results show that the heterogeneity of coal body and the non-uniformity of pore fracture distribution lead to asymmetric antireflection of coal body. The fracture propagation and evolution under hydraulic fracturing is progressive circulation, and the energy increases slowly in turn.There are five stages of microfracture initiation, local damage and failure, rapid crack propagation and cyclic propagation of fracture network.The internal structure of coal body is cut by high pressure water, which forms a kind of linkage effect that the weak surface of fracture is continuously expanded and extended by high pressure water, and the proppant (sand) wedges into the end of fracture, which inhibits the closure of crack and increases the permeability of coal body.Using W-S-W hydraulic fracturing to enhance the permeability of coal seams, the maximum extraction capacity of 100 holes is up to 1.2mg / min, and the average extraction volume and gas volume fraction are 0.77mm3 / min52and 0.44 m~3/min / min, respectively, and 0.44 m~3/min / min, respectively, in the conventional hydraulic fracturing area, and the average gas volume fraction is 0.44 m~3/min / min in the conventional hydraulic fracturing area.Compared with 31%, the number increased by 0.75 times and 0.68 times respectively,Compared with the average 100 hole extraction volume of 0.32 m~3/min and the gas volume fraction of 24% in the unfractured area, the average 100 hole extraction volume and the gas volume fraction in the coal seam enhanced by W-S-W hydraulic fracturing are increased by 1.4 times or 1.2 times, respectively, and the gas volume fraction has obvious peak stage.The stable drainage stage can last more than 45 days, and the effectiveness of gas extraction is obvious, which can achieve a wide range of anti-penetration and long-time high-efficiency gas extraction in a high gas seam of a kilometer deep well.
【作者單位】： 安徽理工大學能源與安全學院;煤礦安全高效開采省部共建教育部重點實驗室;煤炭科學技術研究院有限公司安全分院;中國煤炭科工集團有限公司北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司;淮南礦業(yè)(集團)有限責任公司;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51604154) 安徽省高校自然科學研究項目重點資助項目(KJ2017A093) 煤礦安全高效開采省部共建教育部重點實驗室開放基金資助項目(JYBSYS2017105)
【分類號】：TD712.6

【參考文獻】

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【共引文獻】

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本文編號：1768892