本文關(guān)鍵詞：低透煤層水力壓裂技術(shù)在石門揭煤中的應(yīng)用　出處：《安徽理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 低滲透性 水力壓裂 數(shù)值模擬 卸壓增透 石門揭煤

【摘要】：煤與瓦斯突出一直是影響煤礦正常工期、威脅工人安全的罪魁禍?zhǔn)?而發(fā)生煤與瓦斯突出頻率最大的作業(yè)當(dāng)屬石門揭煤。潘一礦東井揭13-1煤時(shí),通過相關(guān)資料及技術(shù)手段預(yù)測該揭煤地點(diǎn)瓦斯壓力約為6MPa,瓦斯含量為15/m3左右,突出危險(xiǎn)性較大,故采取水力壓裂卸壓增透技術(shù)來達(dá)到安全揭石門的目的。為實(shí)現(xiàn)潘一礦東井按正常工期安全揭13-1煤層,本文首先對水力壓裂力學(xué)特性進(jìn)行分析,然后采用RFPA-Flow軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,參照以往水力壓裂試驗(yàn)參數(shù)選擇原則最后在潘一礦東井進(jìn)行實(shí)踐。通過對水力壓裂卸壓增透特性進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)在壓裂孔周圍易形成塑性區(qū),且塑性區(qū)的半徑與鉆孔直徑成正相關(guān)關(guān)系。鉆孔起裂是由注水壓力和原巖應(yīng)力共同決定的,即當(dāng)二者形成的切向拉應(yīng)力大于煤層的抗拉強(qiáng)度時(shí)煤層破裂。裂縫的起裂位置與側(cè)向應(yīng)力系數(shù)λ有關(guān),當(dāng)λ1,起裂點(diǎn)位于兩幫中點(diǎn)處；當(dāng)λ=1,起裂方向具有一定的隨機(jī)性；當(dāng)λl,起裂點(diǎn)位于鉆孔兩端處。通過RFPA-Flow數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)煤層的破裂壓力與鉆孔直徑有關(guān),鉆孔孔徑越大,起裂所需壓力越低。模擬得出煤層的起裂壓力為33MPa左右�，F(xiàn)場試驗(yàn)表明：采取水力壓裂工藝后,瓦斯平均抽采濃度為63.2%,平均抽采純量為0.235m3/min,單孔抽采純量平均為0.0610m3/min。平均瓦斯抽采濃度為未壓裂前的1.2倍,單孔平均抽采純量為未壓裂前的3.5倍。通過測定煤層含水率及瓦斯含量,得出水力壓裂影響范圍最遠(yuǎn)可達(dá)50m。通過前期的理論分析并結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果,水力壓裂試驗(yàn)在潘一礦東井成功實(shí)施,達(dá)到了安全揭石門的目的。通過理論與實(shí)踐的結(jié)合,期望對以后的水力壓裂作業(yè)能提供一定的指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD713.1

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