沁水盆地南部煤儲層水力壓裂裂縫模擬研究.pdf

1、我國雖然是世界上煤層氣含量最多的國家之一，但是由于大部分含煤地層經(jīng)過復(fù)雜的地質(zhì)演化過程，所以造成煤層滲透性差、煤體結(jié)構(gòu)遭到破壞等不利于煤層氣開采的因素，因此開展此類條件下煤層氣的開發(fā)對提高煤層氣的采收率，增加能源的供給有重要意義。
　　目前水力壓裂法作為主要的方法被推廣到煤層氣的開采中，本文結(jié)合沁水盆地南部的煤層氣井的儲層特征，基于分形理論改進(jìn)Palmer擬三維裂縫擴(kuò)展模型，引入動態(tài)滲透率和動態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子，并結(jié)合計(jì)算機(jī)語言開發(fā)水

2、力壓裂模擬系統(tǒng)，同時利用油氣壓裂軟件Fracpro PT對所研究區(qū)塊的煤層氣井進(jìn)行模擬，將所得結(jié)果與實(shí)測進(jìn)行誤差對比，分析影響壓裂效果的主要因素。
　　主要有如下的成果：
　　(1)通過對研究區(qū)所采煤樣的壓汞實(shí)驗(yàn)得知，該區(qū)煤樣的孔隙度分布在4.46％左右，孔徑分布呈現(xiàn)兩極化，煤層氣運(yùn)移容易出現(xiàn)滲流瓶頸，不利于排采。
　　(2)煤儲層是具有復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)多孔介質(zhì)，基于孔隙結(jié)構(gòu)的分形特征，結(jié)合Poiseuile方程建

3、立了煤層的孔隙和滲透率關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，并利用分形理論修正了煤巖的應(yīng)力強(qiáng)度因子。
　　(3)基于Palmer擬三維壓裂數(shù)學(xué)模型，完善了擬三維裂縫延伸模型，建立了并引入動態(tài)滲透率和修正后的應(yīng)力強(qiáng)度因子的裂縫延伸模型，并給出求解方法。
　　(4)利用 C＃語言編制了煤層水力壓裂裂縫延伸模擬系統(tǒng)，對研究區(qū)的三口煤層氣井進(jìn)行了驗(yàn)證，其縫長誤差分別為9.04%、25.19%、17.55%，縫高的誤差分別為7.85%、19.48%、10.