煤层气水力压裂中天然裂缝影响与裂缝网络形成的研究

本文主要探讨了裂缝性储层中水力裂缝扩展的规律，特别是在煤储层中天然裂缝对形成裂缝网络的关键作用。研究团队以人工预置裂缝的相似材料作为实验对象，在室内进行了水力压裂物理模拟试验，利用三维扫描系统对破裂面进行高精度分析。他们的研究发现： 1. 天然裂缝的影响：天然裂缝的存在显著降低了煤储层的起裂压力，这意味着在压裂过程中，较少的注入能量即可引发裂缝的形成。此外，泵注压力在天然裂缝附近会出现二次峰值，这可能是由于裂缝的引导和能量集中效应。 2. 裂缝延伸路径：天然裂缝的形态对水力裂缝的扩展路径有显著影响。特别是那些与最大主应力方向平行的裂缝，它们对裂缝的导向作用最为明显，能够引导裂缝沿着特定路径发展。 3. 裂缝网络形成：当主裂缝遭遇天然裂缝时，水力裂缝的延伸不再单一，而是发生了变化。主裂缝与天然裂缝相互连通并扩展，最终形成复杂的裂缝网络系统。这种网络结构为煤层气提供了更为高效的渗透通道，有利于气体的流动和开采。 4. 技术应用：这项研究对于优化煤层气开采策略具有重要意义，通过理解裂缝扩展规律，可以更精确地控制压裂过程，提高煤层气的开采效率和经济效益。 关键词涵盖了研究的核心内容，如煤层气（Coalbed Methane）、水力压裂（Hydraulic Fracturing）、天然裂缝（Natural Fractures）、裂缝网络（Fracture Network）以及三维扫描（Three-dimensional Scanning）。通过这些关键词，读者可以快速定位到这篇关于煤炭资源开采前沿技术的研究论文。该研究深入剖析了裂缝性储层中的力学行为，为提升能源开采效率提供了重要的理论支持。