突出煤層頂板分段壓裂的影響因素及裂縫擴(kuò)展機(jī)制研究

目錄1緒論11．1研究目的和意義11．2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀31．2．1水力壓裂技術(shù)研究現(xiàn)狀31．2．2水力壓裂裂縫起裂機(jī)理研究現(xiàn)狀61．2．3水力壓裂裂縫擴(kuò)展機(jī)理研究現(xiàn)狀71．2．4水平井分段壓裂技術(shù)研究現(xiàn)狀101．2．5存在的主要問題121．3研究內(nèi)容及技術(shù)路線131．3．1研究內(nèi)容131．3．2研究方法141．3．3技術(shù)路線152突出煤層頂?shù)装迕簬r樣物性特征162．1工程背景概況162．1．1壓裂井位置162．1．2突出煤層頂?shù)装鍘r性特征172．1．3突出煤層頂?shù)装宓貞?yīng)力特征222．2煤層氣含量試驗(yàn)結(jié)果分析262．3等溫吸附試驗(yàn)結(jié)果分析272．4煤體結(jié)構(gòu)特征282．5煤層顯微組分試驗(yàn)結(jié)果分析292．6頂?shù)装逦镄蕴卣鞣治?02．6．1頂?shù)装鍘r樣物性參數(shù)分析302．6．2煤體及頂?shù)装辶严栋l(fā)育特征323煤儲(chǔ)層裂縫網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成機(jī)制物理模擬試驗(yàn)研究363．1煤巖真三軸水力壓裂模擬試驗(yàn)研究363．1．1煤巖真三軸水力壓裂試驗(yàn)系統(tǒng)363．1．2煤巖真三軸水力壓裂試驗(yàn)方案383．1．3煤巖真三軸水力壓裂試驗(yàn)試件的制作383．1．4煤巖真三軸水力壓裂試驗(yàn)結(jié)果分析423．2突出煤層頂板壓裂鉆孔層位模擬試驗(yàn)研究513．2．1突出煤層頂板壓裂鉆孔層位試驗(yàn)系統(tǒng)513．2．2突出煤層頂板壓裂鉆孔層位試驗(yàn)方案533．2．3突出煤層頂板壓裂鉆孔層位試驗(yàn)試件的制作563．2．4突出煤層頂板壓裂鉆孔層位試驗(yàn)結(jié)果分析573．3煤儲(chǔ)層裂縫網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成機(jī)制分析674突出煤層頂板壓裂裂縫擴(kuò)展數(shù)值模擬研究694．1最小水平主應(yīng)力對壓裂裂縫擴(kuò)展的影響694．1．1模型參數(shù)設(shè)置704．1．2數(shù)值模擬結(jié)果分析704．2應(yīng)力比對壓裂裂縫擴(kuò)展的影響724．2．1模型參數(shù)設(shè)置724．2．2數(shù)值模擬結(jié)果分析724．3巖層間彈性模量對壓裂裂縫擴(kuò)展的影響744．3．1模型參數(shù)設(shè)置754．3．2數(shù)值模擬結(jié)果分析764．4壓裂巖層對壓裂裂縫擴(kuò)展的影響794．4．1模型參數(shù)設(shè)置794．4．2數(shù)值模擬結(jié)果分析795突出煤層頂板分段壓裂增透機(jī)理研究825．1突出煤層頂板分段壓裂的概念及意義825．2突出煤層頂板分段壓裂誘導(dǎo)應(yīng)力場模型865．2．1突出煤層頂板分段壓裂鉆孔方向865．2．2突出煤層頂板分段壓裂應(yīng)力場數(shù)學(xué)模型875．2．3突出煤層頂板分段壓裂破裂壓力數(shù)學(xué)模型915．3分段壓裂裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力場分析及段間距優(yōu)化925．3．1壓裂裂縫