煤田地质与勘探

作者：王志荣, 胡凯, 杨杰, 陈玲霞,

关键词：碎软煤层, 顶板水平井, 穿层压裂, 裂缝扩展模型, 华北石炭-二叠纪煤田,

为了探索煤层顶板中水平井向目标层穿层压裂的裂缝扩展规律，以华北石炭-二叠纪煤田为例，运用断裂力学、损伤力学以及流体力学等经典理论并结合现场实测资料，开展了压裂缝延伸距离与压裂时间时空演化规律的建模与验证。首先，基于原生裂缝特性、渗透特性以及压裂射孔段附加应力等因素，提出了顶板水平井垂向造缝的起裂压力计算公式；其次，在考虑裂缝性煤岩体损伤效应的基础上，引入Dougill损伤因子，将该计算模型拓展为延伸压力计算模型；最后，基于改进的经典PKN裂缝模型和压裂液滤失理论，建立了连续穿层工况下压裂缝延伸距离与压裂施工时间的函数关系。实践验证表明，根据理论模型合理调配时间参数，可以控制穿层裂缝的延伸距离。

来源：2019年第6期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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