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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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基于物质点法的深部煤层气水力割缝卸压解吸增透规律数值模拟研究

作者(Author):

  • 周雷
  • 彭雨
  • 卢义玉
  • 夏彬伟

作者单位:

  • 重庆大学 煤炭灾害动力学与控制国家重点实验室
  • 重庆大学 资源与安全学院

关键词:

  • 深部煤层气
  • 水力割缝
  • 卸压增透
  • 物质点法
  • 摘要
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深部煤层气储层具有渗透率低储层压力大和地应力高等特点导致煤层气解吸运移困 难开采效率低。 定向井+水力割缝是一种强化深部煤层气开采的新思路但有必要对其卸压解吸 增渗效果开展量化研究。 数值仿真是研究该问题的主要手段但传统有限元离散元等数值方法无 法有效解决煤岩割缝引起的大变形大位移内边界持续变化和接触的复杂问题。 为克服上述难 题基于物质点法建立了弹塑性损伤数值模型模拟了水力割缝缝槽对临兴深部煤层气卸压解吸和 增透的影响得到:基于物质点法建立的弹塑性损伤数值模型能有效计算水力割缝缝槽引起煤 层大变形大位移和内边界接触问题;垂直于割缝方向呈现大范围应力下降应力骤降区的范围 和塑性区域的范围重合应力缓慢下降区则对应弹性小变形区域;卸压解吸气和增渗区域分布 特征与应力下降区分布特征一致在弹性区和塑性区渗透率分别为原始渗透率的 1 ~ 5 倍和 10 ~ 20 单个割缝促使煤层气解吸气量达数百至上千方;割缝宽度长度角度和增透区域面积以及 解吸气量基本呈线性相关割缝宽度影响最大其次是割缝长度割缝角度影响最小。 通过上述研 究成果在定向井+水力割缝基础之上提出了平行水平井错位多割缝卸压解吸增透技术为深部煤 层气的高效开发提供了新思路和研究手段


周雷,彭雨,卢义玉,等.基于物质点法的深部煤层气水力割缝卸压解吸增透规律数值模拟研究[J].煤炭学报,2022,47(9):3298-3309.
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