地球物理学报
地毬物理學報
지구물이학보
2013年
5期
1734-1744
,共11页
颜志丰%琚宜文%唐书恒%侯泉林%朱宝存%王国昌
顏誌豐%琚宜文%唐書恆%侯泉林%硃寶存%王國昌
안지봉%거의문%당서항%후천림%주보존%왕국창
煤层气开发%煤储层%压裂过程%天然裂缝%数值模拟
煤層氣開髮%煤儲層%壓裂過程%天然裂縫%數值模擬
매층기개발%매저층%압렬과정%천연렬봉%수치모의
储层改造是煤层气井提高产能的重要措施,水力压裂是煤层气储层改造的重要方法.为研究煤层气储层压裂过程及其天然裂缝对煤储层压裂时破裂压力的影响,本文以山西沁水盆地南部高煤级煤矿区为研究区,运用有限元数值模拟方法,计算不同地应力条件下、裂缝处于不同位置时煤储层的破裂压力.结果表明:(1)不同类型地应力场对破裂压力的影响不同.对于均匀应力场,破裂压力随着围压的增大而增大,其增幅约为围压的两倍;对于非均匀应力场,当一个水平主应力不变时,破裂压力会随着水平主应力差的增加而减少;(2)如果地应力条件不变,煤储层破裂压力随着天然裂缝与最大水平主应力方向夹角的增加而增加,水平主应力差越大煤储层破裂压力增幅也越大;(3)在有天然裂隙的地层中进行压裂,当天然裂缝的方位不同时压裂裂缝既可能是沿着天然裂缝扩展的裂缝,也可能是压裂过程中产生的新裂缝,因此天然裂缝的方位对破裂压力具有一定的影响.
儲層改造是煤層氣井提高產能的重要措施,水力壓裂是煤層氣儲層改造的重要方法.為研究煤層氣儲層壓裂過程及其天然裂縫對煤儲層壓裂時破裂壓力的影響,本文以山西沁水盆地南部高煤級煤礦區為研究區,運用有限元數值模擬方法,計算不同地應力條件下、裂縫處于不同位置時煤儲層的破裂壓力.結果錶明:(1)不同類型地應力場對破裂壓力的影響不同.對于均勻應力場,破裂壓力隨著圍壓的增大而增大,其增幅約為圍壓的兩倍;對于非均勻應力場,噹一箇水平主應力不變時,破裂壓力會隨著水平主應力差的增加而減少;(2)如果地應力條件不變,煤儲層破裂壓力隨著天然裂縫與最大水平主應力方嚮夾角的增加而增加,水平主應力差越大煤儲層破裂壓力增幅也越大;(3)在有天然裂隙的地層中進行壓裂,噹天然裂縫的方位不同時壓裂裂縫既可能是沿著天然裂縫擴展的裂縫,也可能是壓裂過程中產生的新裂縫,因此天然裂縫的方位對破裂壓力具有一定的影響.
저층개조시매층기정제고산능적중요조시,수력압렬시매층기저층개조적중요방법.위연구매층기저층압렬과정급기천연렬봉대매저층압렬시파렬압력적영향,본문이산서심수분지남부고매급매광구위연구구,운용유한원수치모의방법,계산불동지응력조건하、렬봉처우불동위치시매저층적파렬압력.결과표명:(1)불동류형지응력장대파렬압력적영향불동.대우균균응력장,파렬압력수착위압적증대이증대,기증폭약위위압적량배;대우비균균응력장,당일개수평주응력불변시,파렬압력회수착수평주응력차적증가이감소;(2)여과지응력조건불변,매저층파렬압력수착천연렬봉여최대수평주응력방향협각적증가이증가,수평주응력차월대매저층파렬압력증폭야월대;(3)재유천연렬극적지층중진행압렬,당천연렬봉적방위불동시압렬렬봉기가능시연착천연렬봉확전적렬봉,야가능시압렬과정중산생적신렬봉,인차천연렬봉적방위대파렬압력구유일정적영향.