穿层钻孔水力压裂数值模拟及工程应用.pdf

　 第37卷 增刊1 煤　 　 炭　 　 学　 　 报 Vol.37　 Supp.1　 　 2012年 6月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY June　 2012　 - - - 　 　 文章编号:0253 9993(2012)S1 0109 06 穿层钻孔水力压裂数值模拟及工程应用 1,2 1,2 3 4 1,2 袁志刚 ,王宏图 ,胡国忠 ,范晓刚 ,刘年平 (1． 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆　 400030 2． 重庆大学 复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆　 400030;3． 中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州　 221116;4． 中国煤炭科工集团重庆研究院,重庆　 400037) 摘　 要:基于煤岩体变形模型、裂缝面内流体压降模型和裂缝扩展模型及扩展准则,建立了煤岩体 钻孔水力压裂数学模型,并使用ANSYS 的APDL语言编程实现了该数学模型的数值求解。 穿层钻 孔水力压裂数值模拟结果表明:随注入压力的增大,水力压裂缝长线性增大,最大缝宽近似指数函 数形式递增,压裂后期的造缝宽能力略大于造缝长能力;随压裂液黏度的增大,最大缝宽增大,缝长 近似指数函数形式递减,压裂液黏度增大到一定程度后对缝长和缝宽的影响作用减弱。 穿层钻孔 水力压裂数值模拟结果与现场试验结果具有很好的一致性,验证了该数学模型及数值解法的正确 性和适用性。 关键词:穿层钻孔;水力压裂;数值模拟;裂缝扩展 中图分类号:TD713．34　 　 　 文献标志码:A Numerical simulation of hydraulic fracturing of crossing borehole and its engineering application 1,2 1,2 3 4 1,2 YUAN Zhi-gang ,WANG Hong-tu ,HU Guo-zhong ,FAN Xiao-gang ,LIU Nian-ping (1．StateKey Laboratory of CoalMineDisasterDynamicsand Control,Chongqing University,Chongqing　 400030,China;2．StateandLocalJointEngineering Laboratory of MethaneDrainagein Complex Coal GasSeam,Chongqing University,Chongqing　 400030,China;3．Schoolof Mines,China University of Mining and Technology,Xuzhou　 221116,China;4．Chongqing Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group Crop. ,Chongqing 　 400037,China) Abstract:Based on coal-rock mass deformation model,hydraulic pressure descent model infracture,fracture propaga- tion model and its growth criterion,the mathematical model of borehole hydraulic fracturing model of coal-rock mass was