论文部分内容阅读
煤气藏属于低渗透非常规气藏，水力压裂技术是提高煤层气井产量的重要措施。深化对煤储层水力压裂增产机理的认识，有利于改善压裂效果。本文以国家973项目“提高煤层气开采效率的储层改造基础研究”为依托，对煤层气井水力压裂裂缝扩展机理及裂缝导流能力进行了分析研究。首先，对不同煤阶煤岩的力学性质进行了实验研究；其次，通过物理实验和数值方法对煤岩水力压裂裂缝的扩展进行了模拟，建立了多裂隙煤岩的渗流-应力-损伤耦合的裂缝扩展模型。研究表明：煤岩的裂缝扩展方向是水平应力差和割理裂隙的双重作用结果。垂向应力和层间物性差异在一定程度上决定裂缝能否穿入隔层。煤岩割理裂隙的存在，会造成水力裂缝形态扭曲，裂缝常成不稳态扩展，破裂压力不明显，延伸压力较高，有时会大于破裂压力，且压力波动较大。开启的天然裂缝会导致裂缝转向，造成水力载荷的损失，减小裂缝的扩展长度；适当提高排量，有利于克服割理系统和非均质性的影响，减少裂缝扭曲，降低裂缝的复杂性，增加裂缝长度。最后，测试了不同煤阶煤岩的裂缝导流能力。实验结果表明：支撑剂嵌入和煤粉堵塞对煤岩支撑裂缝的导流能力伤害很大，煤阶和裂缝形态不同导流能力也存在差异。研究结果深化了煤储层水力压裂理论，对现场实践有重要的参考价值。