多點(diǎn)控制水力壓裂機(jī)理及應(yīng)用研究.pdf

1、我國大部分煤礦屬于高瓦斯低透氣性礦井，煤與瓦斯突出事故是威脅煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一。大面積預(yù)抽煤層瓦斯是一種防止瓦斯災(zāi)害事故的有效措施，其中煤層透氣性是決定抽采效果的關(guān)鍵因素。改善煤層透氣性，提高瓦斯抽采率，快速消除突出危險(xiǎn)性對煤礦高效安全生產(chǎn)具有重大意義。
　　井下水力壓裂技術(shù)可以有效的增加煤層透氣性，降低煤層地應(yīng)力，提高瓦斯抽采效果，但傳統(tǒng)的水力壓裂技術(shù)存在著壓裂增透方向不確定，壓裂范圍小，對泵壓量程要求較高的問題，針對此

2、問題研究了多點(diǎn)控制水力壓裂技術(shù)。首先對多點(diǎn)控制水力壓裂技術(shù)的壓裂過程進(jìn)行了理論分析,研究了控制孔對壓裂孔的影響效果；根據(jù)鶴壁六礦21431工作面的瓦斯地質(zhì)情況，運(yùn)用RFPA2D-Integrated數(shù)值模擬軟件對多點(diǎn)控制水力壓裂過程進(jìn)行模擬，建立了單孔水力壓裂和多點(diǎn)控制水力壓裂模型，模擬了在不同地應(yīng)力狀態(tài)條件下，多點(diǎn)控制水力壓裂裂縫的產(chǎn)生與擴(kuò)展延伸過程，以及不同的控制孔間距條件下，壓裂孔壁裂縫產(chǎn)生與擴(kuò)展規(guī)律特征；根據(jù)模擬結(jié)果，進(jìn)行了壓裂

3、參數(shù)優(yōu)化和壓裂設(shè)備的選取，并在鶴壁六礦21431工作面進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。
　　研究結(jié)果表明：由于控制孔存在一定的卸壓影響范圍，在水力壓裂過程中對壓裂孔壁處裂縫的擴(kuò)展延伸具有卸壓和導(dǎo)向作用，壓裂孔處在控制孔的影響范圍內(nèi)時，可以降低壓裂孔壁處起裂壓力值；當(dāng)控制孔不在壓裂孔的影響范圍內(nèi)，如間距適當(dāng)，隨著壓裂范圍的不斷接近，亦能一定程度上起到卸壓和導(dǎo)向作用。模擬結(jié)果表明當(dāng)控制孔間距范圍為5~8m，壓裂裂縫向控制孔的方向延伸擴(kuò)展，控制孔是壓裂