煤储层天然裂隙对水力压裂裂缝形态影响分析

"煤储层天然裂隙系统对水力压裂裂缝扩展形态的影响分析-论文" 这篇论文深入探讨了煤储层压裂改造过程中天然裂隙系统如何影响压裂裂缝的形成和扩展。在沁水盆地的21口地面煤层气井中，研究人员进行了详细的井下解剖，发现煤储层的天然裂隙系统由不同成因和规模的裂隙组成，包括层面裂隙、外生节理、气胀节理、内生裂隙、层理裂隙和微裂隙，并依据其规模和导流能力将裂隙分为4个级别。这些天然裂隙对于压裂裂缝的开启和延伸起着关键作用。 研究表明，压裂支撑裂缝主要与规模较大的一级天然层面裂隙和外生节理相关，而次级天然裂隙的影响相对较小。压裂裂缝的形态多样，包括垂直裂缝、水平裂缝、“T”型和倒“T”型裂缝、“工”型裂缝等。其中，水平裂缝的形成受顶底板层面裂隙、煤岩类型间层面裂隙以及构造煤分层的影响；垂直裂缝的扩展方向则受到最大主应力和煤层外生节理的共同控制，当最大主应力方向与天然裂隙优势方位之间的角度小于临界夹角时，垂直裂缝倾向于沿外生节理扩展。 复合压裂裂缝形态如“T”型和倒“T”型、“工”型裂缝等，不仅受到煤层结构和煤体结构的影响，还与天然裂隙系统密切相关。此外，论文还指出天然裂隙会降低煤岩的强度，提出了压裂裂缝启裂方向应为地应力与煤岩结合力之和最小值的方向，这为优化压裂设计提供了理论依据。 标签中的"煤储层"、"天然裂隙系统"、"压裂裂缝"、"扩展形态"和"启裂准则"都是该研究的核心概念。论文通过实例分析和理论探讨，揭示了煤层气井压裂改造中的地质因素，为提高压裂效果和优化压裂工艺提供了科学指导。同时，这些研究成果对于理解煤层气开采中的水力压裂技术、环境保护以及资源开发的可持续性具有重要意义。