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题名沁水盆地南部煤层水力压裂裂缝及地应力方向分析
被引量：24
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作者
孟召平
王宇恒
张昆
卢易新
陈骏
姚孟
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机构
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期216-222,共7页
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基金
2018年度山西省科技重大专项资助项目(20181101013)
国家科技重大专项资助项目(2016ZX05067001-006)
中国矿业大学(北京)大学生创新训练资助项目(C201802750)
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文摘
煤储层水力压裂裂缝分布特征及地应力方向是煤储层压裂改造施工设计的基础。通过对沁水盆地南部施工的51口煤层气井87条煤层气井水力压裂裂缝微震监测数据和大地电位探测数据进行统计分析,揭示研究区煤储层水力压裂裂缝分布特征,建立水力压裂裂缝扩展与地应力之间关系,确定了研究区地应力的展布方向。研究结果表明,沁水盆地南部压裂裂缝展布方向主要为NEE、NE和近EW向,这3个方向所占比例在55.12%;其次是近SN和NWW—SEE向,其中优势方位为NEE向。微地震监测煤层压裂裂缝长度变化范围为108~452 m,均值224.76 m。大地电位法测试煤层压裂裂缝长度变化范围为40~131 m,主要集中于51~90 m,均值73.94 m。微震监测和大地电位法测试获取的压裂裂缝延伸长度差异性较大,微地震监测裂缝长度明显大于大地电位法监测长度的2倍以上,说明微震监测裂缝长度偏大。根据水力压裂裂缝扩展与地应力之间关系,煤储层压裂裂缝几何形态概括起来有:水平裂缝、垂直裂缝和倾斜裂缝3类。压裂时,在煤储层中形成何种裂缝,取决于地层中垂直应力、最大水平主应力和最小水平主应力三向主应力的相对大小,本区现今地应力作用方向主要以NEE—SWW方向为特征,这些认识为煤层气井水力压裂改造提供了理论依据。
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关键词
沁水盆地南部
煤储层
水力压裂
裂缝
地应力方向
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Keywords
Southern Qinshui Basin
coal reservoir
hydraulic fracturing
fractures
in-situ stress direction
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分类号
P618
[天文地球—矿床学]
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题名高煤阶煤样水力压裂前后应力−渗透率试验研究
被引量：9
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作者
孟召平
卢易新
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机构
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院
煤与煤层气共采国家重点实验室
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期353-360,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(42172190)
山西省科技重大专项资助项目(20201102001,20191102001)
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文摘
煤储层水力压裂是提高煤层气井产量的关键技术,水力压裂前后煤储层渗透率的变化反映了煤储层压裂改造效果。采用山西晋城矿区寺河煤矿二叠系山西组3号煤层高煤阶试样,通过柱型煤样水力压裂前后渗透率试验对比分析,测试了4个高煤阶煤样水力压裂前后渗透率分布特征,揭示了水力压裂前后煤样渗透率随应力的变化规律和控制机理。结果表明,在围压和轴压恒定条件下,煤样孔隙压力随注入压力增大逐渐增高;当注入压力大于破裂压力时,煤样发生破裂,煤样的破裂压力随围压的增加呈线性增大的规律。在注入压力相同的情况下,随着围压和轴压的增大,有效应力增高,水力压裂前后煤样渗透率随有效应力的增大呈指数函数关系减小,且压裂后的渗透率要明显大于压裂前的渗透率。采用煤储层渗透率改善率来评价围压下煤样水力压裂增渗效果,4个试验煤样渗透率改善率随有效应力的增高呈指数函数关系增大,但随围压的增大,渗透率改善率提升幅度逐渐降低。煤储层的渗透性主要取决于煤中裂隙发育程度和裂隙开度的大小,裂缝储层的渗透率的大小与裂缝张开度的3次方成正比例关系。水力压裂后裂缝平均长度、裂缝孔隙度和裂缝开度增幅分别为70.81%~253.25%、171.88%~383.02%和20.31%~32.43%,且水力压裂前后煤样裂缝开度均随有效应力的增高而呈负指数函数规律降低。试验结果与实测水力压裂前后煤储层渗透率对比,两者具有较好的一致性,为煤储层水力压裂改造效果评价探索了有效途径。
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关键词
高阶煤
煤储层
水力压裂
渗透率
裂隙发育
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Keywords
high rank coal
coal reservoir
hydraulic fracturing
permeability
fracture development
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分类号
TE377
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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