本書以沁水煤田15號煤儲層為研究對象，研究了煤巖的力學性質(zhì)，并通過水力壓裂試驗研究了水力裂縫在煤層氣儲層中起裂和擴展的控制因素，通過理論分析、實驗室試驗、數(shù)值模擬等研究并總結(jié)了煤巖水力裂縫起裂和擴展的規(guī)律，為深部煤層氣資源的開發(fā)提供參考。

綜合運用多種研究方法,系統(tǒng)研究典型的深部含裂隙的煤儲層的裂縫擴展規(guī)律及影響因素,尋找深部煤層氣高效開發(fā)的最優(yōu)路徑

任青山，工學博士，教授，長期從事礦井瓦斯治理技術的科研與教學工作，主要研究方向為井下瓦斯抽采鉆孔密封材料和工藝的研發(fā)及現(xiàn)場應用。發(fā)表論文30余篇，其中作為第一作者發(fā)表SCI論文2篇；以第一發(fā)明人申請并獲授權發(fā)明專利4項；入選2017年貴州省科技創(chuàng)新人才“千層次”人才；獲2018年貴州省第九屆教學成果二等獎。

第1章 緒論……………………………………………………………………… 1 1.1 背景及研究意義………………………………………………………… 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀………………………………………………………… 3 1.3 主要研究內(nèi)容………………………………………………………… 10 1.4 研究技術路線………………………………………………………… 12 第2章 沁水煤田煤巖力學特性試驗研究……………………………………… 13 2.1 煤巖試件的采集與制備……………………………………………… 14 2.2 不同層理方向煤的單軸壓縮試驗…………………………………… 14 2.3 煤巖取芯方向巴西劈裂試驗………………………………………… 25 2.4 煤巖抗剪切強度測試………………………………………………… 32 2.5 小結(jié)…………………………………………………………………… 38 第3章 深部煤層氣儲層水力裂縫試驗研究…………………………………… 40 3.1 試件制備與試驗方法………………………………………………… 42 3.2 試件的掃描與圖像重構……………………………………………… 44 3.3 試驗結(jié)果……………………………………………………………… 46 3.4 深部地應力對裂縫擴展的影響……………………………………… 57 3.5 小結(jié)…………………………………………………………………… 59 第4章 煤儲層水力壓裂裂縫起裂與擴展規(guī)律………………………………… 60 4.1 數(shù)值模型的建立與參數(shù)設置………………………………………… 60 4.2 模擬結(jié)果……………………………………………………………… 67 4.3 煤儲層水力裂縫起裂與擴展規(guī)律…………………………………… 73 4.4 小結(jié)…………………………………………………………………… 86 第5章 含隨機裂縫煤層氣儲層三維水力裂縫擴展模擬……………………… 88 5.1 數(shù)值模型建立及參數(shù)設定…………………………………………… 89 5.2 數(shù)值計算結(jié)果………………………………………………………… 91 5.3 多參量對裂縫擴展的影響…………………………………………… 100 5.4 小結(jié)…………………………………………………………………… 104 第6章 頂板水平井分段壓裂數(shù)值模擬……………………………………… 105 6.1 水平井在深部煤層氣儲層改造技術中的優(yōu)勢……………………… 106 6.2 深部煤層氣儲層分段壓裂數(shù)值模擬………………………………… 111 6.3 垂向二維壓裂數(shù)值模擬……………………………………………… 114 6.4 水平方向二維壓裂數(shù)值模擬………………………………………… 124 6.5 小結(jié)…………………………………………………………………… 131 第7章 結(jié)論與展望…………………………………………………………… 133 7.1 主要結(jié)論……………………………………………………………… 133 7.2 主要創(chuàng)新點…………………………………………………………… 135 7.3 不足與展望…………………………………………………………… 135 參考文獻………………………………………………………………………… 137