大倾角煤层水力裂缝扩展物理模拟实验

姜伟¹，张军²，仲劼²，赵琛²，唐助云²，卢海兵¹，易新斌¹，王海³

1. 中国石油勘探开发研究院压裂酸化技术服务中心2. 新疆维吾尔自治区煤田地质局一五六煤田地质勘探队3. 中国石油集团渤海钻探工程有限公司

摘 要：为研究大倾角煤层水力压裂裂缝扩展形态,采用大尺寸真三轴压裂模拟系统,分别开展最大水平主应力沿地层走向和沿地层倾向的60°倾角煤层水力裂缝扩展物理模拟实验。结果表明:最大主应力方向沿地层走向时,裂缝起裂容易,缝高受限,裂缝连通性好,裂缝的开启主要沿层理和天然裂缝,形成垂直缝形态,地层倾角对压裂施工影响相对较小,建议进行大规模压裂以充分改造煤储层;最大主应力方向沿地层倾向时,裂缝起裂困难,前期缝高受限,后期缝高失控,裂缝连通性差,受节理影响,不易形成主缝,所以裂缝扩展困难,转向及多级破裂较多,此类煤层建议进行多级小规模压裂改造。实验结果对新疆等地区大倾角煤层的改造模式和改造规模具有指导作用。

关键词：煤层气;大倾角;应力方向;裂缝形态;物理模拟;施工规模;新疆阜康;