低渗透煤储层缝网压裂裂缝扩展机理研究

摘要

对于低渗透煤储层压裂而言，仅靠单一的压裂主缝，不管缝有多长、导流能力有多高，由于煤基质渗透率较低向裂缝供气能力较差，很难取得预期的增产效果，即使初产较高，也很难维持较长时间。缝网压裂技术作为一种新型的压裂方法，本着以压裂生成裂缝网络来提高储层渗透率，已经在天然气、页岩气行业得到成功应用。
　　本文通过总结潞安矿区低渗透煤储层特征，研究水力裂缝与割理的相交作用机理，采用ANSYS大型有限元数值模拟软件分析多种不同地质条件对缝网产生的影响。低主应力比虽然有利于产生多条压裂主缝，但是造成水力裂缝直接穿过割理不利于割理的开启，高主应力比虽然有利于水力裂缝开启割理并沿割理走向方向转向，但是形成单一的压裂主缝，经过模拟实验得出在主压应力比(λ)=1.5~2时，压裂缝网较易形成。在水力压裂施工条件下，最大主应力方向与割理走向之间夹角θ，当θ＜45°的时候，水力裂缝可以沿割理走向转向后扩展延伸,θ越小越容易转向；当θ≥45°的时候,水力裂缝直接穿过割理然后继续向前扩展。因此在低渗透煤储层压裂施工过程中优选低黏度压裂液以减小摩阻，在压裂主裂缝生成后加入暂堵剂或加大砂比以提高裂缝净压力，使水力裂缝沟通割理系统，水力裂缝发生转向扩展，实现裂缝网络。

目录

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致谢

1. 绪论

1.1研究意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容与技术路线

2. 低渗透煤储层特征

2.1低渗透煤储层基质孔隙特征

2.2割理系统特征

2.3低渗透煤储层应力特征

2.4本章小结

3. 裂缝扩展机理研究

3.1水力裂缝与煤岩割理的相交作用

3.2计算分析

3.3相交作用后割理内的压力分布

3.4本章小结

4. 煤储层压裂数值模拟研究

4.1数学建模

4.2几何建模

4.3计算结果分析

4.4本章小结

5. 缝网压裂工程技术分析

本章小结

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者简历

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