煤层气藏水力压裂网状裂缝形成机理及扩展研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 创新点摘要 | 第7-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 研究目的和意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第13-21页 |
| 1.2.1 煤岩力学性能参数 | 第13-14页 |
| 1.2.2 煤层水力压裂 | 第14-19页 |
| 1.2.3 裂缝内流体流动 | 第19-21页 |
| 1.3 研究内容与研究思路 | 第21-24页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第21-22页 |
| 1.3.2 主要研究思路与技术路线 | 第22-24页 |
| 第二章 煤岩力学特性的试验研究 | 第24-48页 |
| 2.1 引言 | 第24页 |
| 2.2 煤样的采集与制备 | 第24-26页 |
| 2.2.1 煤样采集 | 第24-25页 |
| 2.2.2 不同层理方向的煤样制备 | 第25-26页 |
| 2.3 煤岩不同层理方向抗拉强度试验 | 第26-31页 |
| 2.3.1 巴西劈裂试验方法 | 第27-28页 |
| 2.3.2 煤岩巴西劈裂试验结果 | 第28-29页 |
| 2.3.3 煤岩劈裂破坏的各向异性分析 | 第29-31页 |
| 2.4 煤岩不同层理方向单轴压缩试验 | 第31-35页 |
| 2.4.1 单轴压缩试验方法 | 第31-32页 |
| 2.4.2 煤岩单轴压缩试验结果 | 第32页 |
| 2.4.3 煤岩单轴压缩破坏的各向异性分析 | 第32-35页 |
| 2.5 煤岩不同层理方向三轴压缩试验 | 第35-42页 |
| 2.5.1 三轴压缩试验方法 | 第35-36页 |
| 2.5.2 煤岩三轴压缩试验结果 | 第36-38页 |
| 2.5.3 煤岩三轴压缩破坏的各向异性分析 | 第38-42页 |
| 2.6 煤岩不同层理方向渗透特性试验 | 第42-46页 |
| 2.6.1 试验设备及试验方法 | 第42-43页 |
| 2.6.2 渗透率试验结果分析 | 第43-44页 |
| 2.6.3 煤岩渗透率各向异性分析 | 第44-46页 |
| 2.7 本章小结 | 第46-48页 |
| 第三章 煤岩水力压裂裂缝扩展机理的试验研究 | 第48-72页 |
| 3.1 引言 | 第48页 |
| 3.2 裂纹尖端应力场与水力裂缝起裂准则 | 第48-51页 |
| 3.2.1 各向异性材料裂纹尖端应力场 | 第48-51页 |
| 3.2.2 张拉裂缝的起裂准则 | 第51页 |
| 3.3 煤岩断裂韧性的各向异性 | 第51-54页 |
| 3.3.1 三点弯曲试验方法 | 第51-52页 |
| 3.3.2 煤岩三点弯曲试验结果 | 第52-53页 |
| 3.3.3 煤岩三点弯曲破坏的各向异性分析 | 第53-54页 |
| 3.4 大尺寸原煤水力压裂物理模拟试验 | 第54-59页 |
| 3.4.1 水力压裂试验系统简介 | 第54-57页 |
| 3.4.2 大尺寸原煤水力压裂模拟试验方案 | 第57-59页 |
| 3.5 煤岩水力压裂裂缝扩展规律研究 | 第59-67页 |
| 3.5.1 压裂后裂缝剖切 | 第60-62页 |
| 3.5.2 声发射监测研究 | 第62-67页 |
| 3.6 煤岩网状裂缝的形成机理 | 第67-70页 |
| 3.6.1 层理对水力裂缝的影响 | 第67-68页 |
| 3.6.2 水力裂缝起裂及扩展的基本模式 | 第68-70页 |
| 3.7 多参数对水力压裂裂缝形态的影响 | 第70-71页 |
| 3.7.1 地应力差异系数 | 第70页 |
| 3.7.2 压裂液排量 | 第70-71页 |
| 3.8 本章小结 | 第71-72页 |
| 第四章 煤层水力压裂微裂缝扩展因素分析 | 第72-86页 |
| 4.1 引言 | 第72页 |
| 4.2 RFPA~(2D)数值计算原理与方法 | 第72-74页 |
| 4.3 水力压裂微裂缝扩展的数值模拟 | 第74-78页 |
| 4.3.1 水力压裂计算参数 | 第75-76页 |
| 4.3.2 数值模拟结果分析 | 第76-78页 |
| 4.4 多因素对水力压裂微裂缝形态的影响 | 第78-84页 |
| 4.4.1 完井方式 | 第78-81页 |
| 4.4.2 煤岩层理断裂韧性 | 第81-82页 |
| 4.4.3 地应力差异系数 | 第82-83页 |
| 4.4.4 压裂液排量 | 第83-84页 |
| 4.5 本章小结 | 第84-86页 |
| 第五章 煤层气井水力压裂网状裂缝的扩展研究 | 第86-103页 |
| 5.1 引言 | 第86页 |
| 5.2 MShale模块简介 | 第86-87页 |
| 5.3 煤层气井基础压裂参数 | 第87-90页 |
| 5.4 煤层气井常规水力压裂研究 | 第90-94页 |
| 5.5 煤层气井体积压裂研究 | 第94-101页 |
| 5.5.1 体积压裂可行性分析 | 第94-95页 |
| 5.5.2 煤岩储层缝网形态分析 | 第95-101页 |
| 5.6 本章小结 | 第101-103页 |
| 第六章 网状裂缝储层中煤层气井产能预测 | 第103-117页 |
| 6.1 引言 | 第103页 |
| 6.2 网状裂缝中水-气两相流动数学模型 | 第103-107页 |
| 6.2.1 初始条件与辅助方程 | 第106页 |
| 6.2.2 边界条件 | 第106-107页 |
| 6.3 煤层气井缝网产能预测软件的开发 | 第107-109页 |
| 6.4 算例分析及结果讨论 | 第109-110页 |
| 6.4.1 基本参数 | 第109-110页 |
| 6.4.2 结果分析 | 第110页 |
| 6.5 压裂后煤层气井产量的影响因素分析 | 第110-116页 |
| 6.5.1 煤层渗透率 | 第110-112页 |
| 6.5.2 基质半径 | 第112-113页 |
| 6.5.3 煤层厚度 | 第113-114页 |
| 6.5.4 主裂缝导流能力 | 第114-115页 |
| 6.5.5 裂缝间距 | 第115-116页 |
| 6.6 本章小结 | 第116-117页 |
| 第七章 结论与展望 | 第117-120页 |
| 7.1 结论 | 第117-119页 |
| 7.2 展望 | 第119-120页 |
| 参考文献 | 第120-134页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第134-135页 |
| 致谢 | 第135页 |
