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水力压裂时煤层缝裂的扩展分析

作者

杜春志茅献彪卜万奎
单位

中国矿业大学理学院中国矿业大学理学院江苏徐州221116
摘要

近年来,水力压裂技术逐渐被应用到煤层气井的压裂施工中.为了深入研究水力压裂时裂缝在煤层中的扩展情况,本文从理论上分析了裂缝壁面的受力状态,根据最大拉应力准则,给出了原级裂隙扩展的力学条件,进而分析了空间壁面裂隙扩展的力学条件.在此基础上,利用RF-PA2D-Flow有限元数值软件模拟了高压水作用下煤层裂缝的扩展延伸过程.结果表明:当水压达到理论临界值时,模型中裂缝便向前扩展;当模型中的裂缝转向延伸时,缝端压力完全满足理论分析的空间壁面裂隙延伸条件;通过对裂缝的扩展模拟,再现了裂缝延伸、转向等过程;此法可有效地预测裂缝的长度,为现场煤层压裂提供参考.
关键词

水力压裂裂缝扩展力学条件RFPA2D-Flow数值模拟
基金项目(Foundation)

国家重点基础研究发展计划(973)项目(2005CB221502)；江苏省自然科学基金项目(BK2004033)；
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