含瓦斯煤体定向水力压裂裂隙导控的数值分析

摘要

根据裂隙产生及扩展机理,总结出轴向楔形槽导控、环形楔形槽导控及控制孔导控3种裂隙导控方法.为对比分析3种导控方法的效果,以真实煤层为研究对象,运用数值试验方法,对常规(非定向)压裂、轴向楔形槽导控压裂、环形楔形槽导控压裂及控制孔导控压裂进行了数值模拟;通过声发射及剪应力分布,研究了4种压裂方式下压裂过程中裂隙扩展动态特征,分析了4种压裂方式的微裂压力及破裂压力.结果表明,3种导控方法均可起到控制裂隙发展方向的作用,且有效降低了水力压裂的微裂压力和破裂压力,3种导控方法中以轴向楔形槽导控为最优.研究结果为指导煤(岩)体定向水力压裂提供了参考.