大尺寸煤岩组合体水力裂缝越界形成缝网机理及实验研究
武鹏飞1
梁卫国1
廉浩杰1
姜玉龙1
耿毅德1
曹孟涛2
1.太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024;太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室,山西太原0300242.太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024;College of Engineering and Applied Science,University of Wyoming,Wyoming 82071
摘要：为了实现煤层气资源高效开采,针对我国煤层气储层“高储、低渗、成缝困难”的赋存特征,通过对裂纹尖端能量释放率、裂纹尖端应力场屈服区域数值分析以及煤岩组合体越界压裂试验,对煤岩组合体水压致裂过程中缝网形成机理及裂纹扩展特征进行研究.结果表明:同等应力条件下,煤体裂纹尖端塑性屈服区域明显大于砂质泥岩;裂纹在砂质泥岩中起裂瞬间释放的应变能可在煤体中产生约10.69～25.53倍当量裂纹面积或长度,有利于裂缝的延伸及多裂缝结构形成;通过数值分析可知,在达到近似临界煤岩拉破坏值时,砂质泥岩裂缝尖端在XX方位的最大集中应力值(7.05×105)约为煤体(1.98×105)的3.56倍;裂纹从坚硬砂质泥岩到软煤扩展试验过程中,形成了明显的复杂缝网结构;水力裂缝从覆岩到煤扩展过程中,在煤岩界面影响下出现贯穿、转向或偏转等现象,裂纹的转向或偏转导致裂纹形态复杂,有利于缝网结构的形成.
关键词：煤岩组合体水压致裂裂纹形态穿越界面
分类号：P618.11(矿床学)
资助基金：国家自然科学基金(51225404)国家自然科学基金(51504159)山西省科技重大专项(MQ2016-01)
论文发表日期：2018-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1381-1389 )
英文信息