| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-27页 |
| 1.1 选题背景及研究意义 | 第14-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-21页 |
| 1.2.1 煤层气(瓦斯)抽采技术研究现状 | 第15-19页 |
| 1.2.2 水平井分段压裂技术及应用研究现状 | 第19-21页 |
| 1.3 碎软煤层的煤层气地面抽采工程技术问题分析 | 第21-25页 |
| 1.3.1 钻井问题 | 第22页 |
| 1.3.2 压裂问题 | 第22-23页 |
| 1.3.3 碎软低渗煤层顶板水平井分段压裂煤层气抽采模式面临的问题 | 第23-25页 |
| 1.4 研究目标及研究内容 | 第25-26页 |
| 1.4.1 研究目标 | 第25页 |
| 1.4.2 研究内容 | 第25-26页 |
| 1.5 研究方法及技术路线 | 第26-27页 |
| 第2章 碎软低渗煤层顶板水平井分段压裂裂缝扩展地质-工程模型 | 第27-40页 |
| 2.1 含煤地层岩性沉积特征 | 第27-29页 |
| 2.2 含煤地层地应力及力学特征 | 第29-38页 |
| 2.2.1 地应力特征 | 第29-32页 |
| 2.2.2 煤、岩石力学特征 | 第32-36页 |
| 2.2.3 地应力与岩石力学性质的关系 | 第36-38页 |
| 2.3 顶板水平井压裂裂缝扩展的地质-工程模型 | 第38-39页 |
| 2.4 本章小结 | 第39-40页 |
| 第3章 碎软低渗煤层顶板水平井压裂裂缝扩展规律定性分析 | 第40-54页 |
| 3.1 裂缝扩展控制因素分析 | 第40-44页 |
| 3.1.1 地应力场与裂缝形态的关系 | 第40-42页 |
| 3.1.2 岩石力学、物理性质对裂缝扩展的影响 | 第42-43页 |
| 3.1.3 施工参数对裂缝扩展的影响 | 第43-44页 |
| 3.2 碎软煤层顶板水平井压裂裂缝扩展规律理论分析 | 第44-53页 |
| 3.2.1 裂缝扩展的理论控制方程 | 第45-51页 |
| 3.2.2 煤层顶板水平井压裂缝扩展规律分析 | 第51-53页 |
| 3.3 本章小结 | 第53-54页 |
| 第4章 碎软低渗煤层顶板水平井压裂物理模拟试验研究 | 第54-74页 |
| 4.1 试验目的与内容 | 第54-56页 |
| 4.1.1 试验目的 | 第54页 |
| 4.1.2 试验内容 | 第54-55页 |
| 4.1.3 压裂物理模拟试验技术路线及方案 | 第55-56页 |
| 4.2 煤、岩基本力学性质测试 | 第56-60页 |
| 4.2.1 原煤及其顶板岩样的采集与力学试样的制作 | 第56-58页 |
| 4.2.2 煤、顶板基本力学性质测试 | 第58-60页 |
| 4.3 相似性分析 | 第60-63页 |
| 4.3.1 模型相似 | 第60-61页 |
| 4.3.2 材料相似 | 第61页 |
| 4.3.3 边界条件相似 | 第61-62页 |
| 4.3.4 几何尺寸相似 | 第62页 |
| 4.3.5 压裂程序相似 | 第62-63页 |
| 4.4 相似材料试验研究及试件制备 | 第63-66页 |
| 4.4.1 相似材料试验研究 | 第63-65页 |
| 4.4.2 压裂试件的制备 | 第65-66页 |
| 4.5 试验设备 | 第66页 |
| 4.6 压裂物理模拟试验过程 | 第66-67页 |
| 4.7 压裂物理模拟试验结果与讨论 | 第67-72页 |
| 4.7.1 第1组试验结果 | 第67-68页 |
| 4.7.2 第2组试验结果 | 第68-69页 |
| 4.7.3 第3组试验结果 | 第69-70页 |
| 4.7.4 第4组试验结果 | 第70-71页 |
| 4.7.5 讨论 | 第71-72页 |
| 4.8 本章小结 | 第72-74页 |
| 第5章 碎软低渗煤层顶板水平井压裂裂缝扩展数值模拟研究 | 第74-99页 |
| 5.1 煤层顶板水平井水力裂缝横向扩展数值模拟研究 | 第74-88页 |
| 5.1.1 裂缝尖端塑性区大小研究 | 第74-80页 |
| 5.1.2 煤、岩石材料裂缝缝长研究 | 第80-84页 |
| 5.1.3 煤层顶板水平井压裂裂缝横向扩展数值模拟 | 第84-88页 |
| 5.2 煤层顶板水平井水力裂缝垂向扩展数值模拟研究 | 第88-96页 |
| 5.2.1 地应力差、力学性质差对缝高的影响 | 第88-94页 |
| 5.2.2 施工参数对缝高的影响 | 第94-96页 |
| 5.3 碎软低渗煤层顶板水平井压裂裂缝扩展模型 | 第96-97页 |
| 5.4 本章小结 | 第97-99页 |
| 第6章 水平井分段压裂间距优化研究 | 第99-120页 |
| 6.1 裂缝诱导应力场分布规律研究 | 第99-109页 |
| 6.1.1 单条裂缝诱导应力数值模拟 | 第102-104页 |
| 6.1.2 多条裂缝诱导应力数值模拟 | 第104-109页 |
| 6.2 水平井分段压裂间距优化研究 | 第109-119页 |
| 6.2.1 依次压裂裂缝间距优化 | 第109-115页 |
| 6.2.2 交替压裂裂缝间距优化 | 第115-119页 |
| 6.3 本章小结 | 第119-120页 |
| 第7章 碎软低渗煤层顶板水平井分段压裂优化设计 | 第120-132页 |
| 7.1 水平井基本参数 | 第120-124页 |
| 7.1.1 试验井位置 | 第120-121页 |
| 7.1.2 钻固井情况 | 第121-124页 |
| 7.1.3 地应力剖面测试 | 第124页 |
| 7.2 水平井分段压裂优化设计 | 第124-131页 |
| 7.2.1 压裂选段及工艺选择 | 第124-125页 |
| 7.2.2 压裂施工参数优化设计 | 第125-131页 |
| 7.3 本章小结 | 第131-132页 |
| 第8章 碎软低渗煤层顶板水平井分段压裂煤层气抽采工程试验验证及效果研究 | 第132-150页 |
| 8.1 试验区煤层气开发地质条件 | 第132-140页 |
| 8.1.1 构造特征 | 第133-135页 |
| 8.1.2 含煤地层及煤层特征 | 第135-139页 |
| 8.1.3 煤储层特征 | 第139-140页 |
| 8.2 煤层顶板水平井分段压裂煤层气抽采工程试验 | 第140-150页 |
| 8.2.1 钻井工程 | 第140-141页 |
| 8.2.2 煤层气测试工程 | 第141-142页 |
| 8.2.3 压裂工程 | 第142-148页 |
| 8.2.4 排采工程及产气效果评价 | 第148-150页 |
| 第9章 结论及展望 | 第150-153页 |
| 9.1 结论 | 第150-151页 |
| 9.2 创新点 | 第151页 |
| 9.3 展望 | 第151-153页 |
| 参考文献 | 第153-161页 |
| 致谢 | 第161-162页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 | 第162-163页 |
