郑庄区块煤储层水力压裂裂缝扩展的关键地质因素研究

本文主要探讨了郑庄区块煤储层水力压裂裂缝扩展的地质因素，这是对煤层气开采过程中的关键技术问题进行深入研究的一部分。该研究以沁水盆地郑庄区块15口煤层气井的水力压裂裂缝微地震监测数据为依据，通过细致的参数分析，包括压后裂缝的方位、长度和高度，从煤岩学特性、岩石力学特性、地应力条件以及煤岩裂隙发育特征四个方面进行了综合分析。 首先，研究发现郑庄区块的压裂裂缝主要沿着近东北(NNE)方向发展，这一方向接近区域水平最大主应力的方向，这揭示了地应力对裂缝扩展的主导作用。垂直裂缝的发育情况也表明，地层的天然结构对裂缝形态有着显著影响。 其次，作者观察到演化程度较高的煤层更容易形成较长的裂缝，这可能与煤层的成熟度和结构紧密度有关。煤岩显微组分含量与压后裂缝长度存在一定的关联，说明矿物组成和微观结构对裂缝扩展有直接的影响。 岩石力学特性在裂缝扩展中起关键作用。裂缝长度与煤岩的抗拉强度和弹性模量呈反比，即强度越高、弹性越好，裂缝越短，反之则长。此外，煤层与顶底板岩石力学性质的差异限制了裂缝在垂直方向的延伸，这强调了地层连续性的影响力。 再者，随着煤层深度增加，闭合应力也随之增大，然而裂缝长度与煤层埋深之间的负相关性并不强烈，这意味着尽管深度对裂缝扩展有一定的制约，但并非决定性因素。同时，研究还指出原生裂隙的存在在一定程度上阻碍了水力压裂裂缝的进一步扩展，这提醒我们在设计压裂方案时需考虑原有裂隙网络的影响。 本研究为理解和优化郑庄区块煤储层的水力压裂裂缝扩展提供了重要的地质控制因素参考，对于提高煤层气开采效率和安全具有实际应用价值。通过深入了解这些地质因素，可以更好地指导煤层气井的开发策略和压裂技术的改进。