穿层钻孔水力压裂数值模拟及工程应用  

Numerical simulation of hydraulic fracturing of crossing borehole and its engineering application

作　　者：袁志刚[1,2] 王宏图[1,2] 胡国忠[3] 范晓刚 刘年平[1,2] 

机构地区：[1]重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030 [2]重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆400030 [3]中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116 [4]中国煤炭科工集团重庆研究院,重庆400037

出　　处：《煤炭学报》2012年第S1期109-114,共6页Journal of China Coal Society

基　　金：国家自然科学创新群体基金资助项目(50921063);国家自然科学基金资助项目(51104155);重庆市科委自然科学基金计划资助项目(cstc2012jjB0022)

摘　　要：基于煤岩体变形模型、裂缝面内流体压降模型和裂缝扩展模型及扩展准则,建立了煤岩体钻孔水力压裂数学模型,并使用ANSYS的APDL语言编程实现了该数学模型的数值求解。穿层钻孔水力压裂数值模拟结果表明:随注入压力的增大,水力压裂缝长线性增大,最大缝宽近似指数函数形式递增,压裂后期的造缝宽能力略大于造缝长能力;随压裂液黏度的增大,最大缝宽增大,缝长近似指数函数形式递减,压裂液黏度增大到一定程度后对缝长和缝宽的影响作用减弱。穿层钻孔水力压裂数值模拟结果与现场试验结果具有很好的一致性,验证了该数学模型及数值解法的正确性和适用性。基于煤岩体变形模型、裂缝面内流体压降模型和裂缝扩展模型及扩展准则,建立了煤岩体钻孔水力压裂数学模型,并使用ANSYS的APDL语言编程实现了该数学模型的数值求解。穿层钻孔水力压裂数值模拟结果表明:随注入压力的增大,水力压裂缝长线性增大,最大缝宽近似指数函数形式递增,压裂后期的造缝宽能力略大于造缝长能力;随压裂液黏度的增大,最大缝宽增大,缝长近似指数函数形式递减,压裂液黏度增大到一定程度后对缝长和缝宽的影响作用减弱。穿层钻孔水力压裂数值模拟结果与现场试验结果具有很好的一致性,验证了该数学模型及数值解法的正确性和适用性。

关 键 词：穿层钻孔 水力压裂 数值模拟 裂缝扩展 

分 类 号：TD82[矿业工程—煤矿开采] TQ53[矿业工程—矿山开采]