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受煤系储层低孔、低渗特征的影响,煤系气开发过程中需对含气储层进行射孔压裂改造,因此探索煤系含气储层岩石力学特征及压裂裂缝扩展行为是提高压裂改造效果的理论基础。基于黔西松河煤层气示范工程,论文在研究区含煤段地质特征分析的基础上,研究了压裂裂缝的起裂、扩展机制及区内压裂裂缝形态特征,建立裂缝尺寸计算模型,并以区内GP-1井第三压裂段为例,运用Fracpro PT压裂软件模拟现场水力压裂过程,分析控制压裂裂缝扩展的主要因素,探讨压裂裂缝贯穿压裂段的有利条件,开展了适配性的压裂工艺优化,对比了压裂前后的储层改造效果。研究表明:松河井田煤系气含气储层具有超压、低孔隙度、低渗透率的特点,“小层射孔、分段压裂”是适宜的储层改造方式。含煤岩段煤层岩石力学性质主要受其显微煤岩成分、宏观煤岩类型以及煤层埋深控制,而顶底板岩石力学性质则主要受控于其岩性、含水性以及埋深,煤层与顶底板岩石存在明显的力学性质差异,同一深度对应的顶底板岩石的弹性模量是其煤层的3~7倍,抗压强度是其煤层的5~9倍,泊松比则明显低于煤层,煤及顶底板岩石力学性质差异使得压裂裂缝基本能够控制在压裂段内部;而随着压裂段埋深的增加,煤岩的破裂压裂和延展压力的逐渐增大,压裂裂缝的形成及延展愈加困难,压裂效果降低。研究区含煤岩段压裂裂缝以垂直主裂缝为主,并表现为井筒近处裂缝多且复杂,井筒远处裂缝简单单一,KGD模型为研究区适配的压裂计算模型。压裂裂缝的扩展主要受控于含煤岩段地应力差、力学性质以及施工条件等因素,在不同因素控制下,裂缝的长、高、宽表现出一定的规律。基于对研究区GP-1井第三压裂段水力压裂数值模拟研究认为,压裂段内增加单层射孔厚度(由9.0m调整为10.8m)、以32孔/m的孔密射孔含气砂岩层、调整前置液体积比为30%,并在前期采用小排量,中后期排量维持在8m3/min左右等条件下,裂缝更易贯穿压裂段,并据此优化施工参数,优化前后裂缝的无因次导流能力分别为7.23、10.90,整体压裂效果提升50.76%。