本书以沁水煤田15号煤储层为研究对象，研究了煤岩的力学性质，并通过水力压裂试验研究了水力裂缝在煤层气储层中起裂和扩展的控制因素，通过理论分析、实验室试验、数值模拟等研究并总结了煤岩水力裂缝起裂和扩展的规律，为深部煤层气资源的开发提供参考。
综合运用多种研究方法,系统研究典型的深部含裂隙的煤储层的裂缝扩展规律及影响因素,寻找深部煤层气高效开发的最优路径
任青山，工学博士，教授，长期从事矿井瓦斯治理技术的科研与教学工作，主要研究方向为井下瓦斯抽采钻孔密封材料和工艺的研发及现场应用。发表论文30余篇，其中作为第一作者发表SCI论文2篇；以第一发明人申请并获授权发明专利4项；入选2017年贵州省科技创新人才“千层次”人才；获2018年贵州省第九届教学成果二等奖。
第1章 绪论……………………………………………………………………… 1
1.1 背景及研究意义………………………………………………………… 1
1.2 国内外研究现状………………………………………………………… 3
1.3 主要研究内容………………………………………………………… 10
1.4 研究技术路线………………………………………………………… 12
第2章 沁水煤田煤岩力学特性试验研究……………………………………… 13
2.1 煤岩试件的采集与制备……………………………………………… 14
2.2 不同层理方向煤的单轴压缩试验…………………………………… 14
2.3 煤岩取芯方向巴西劈裂试验………………………………………… 25
2.4 煤岩抗剪切强度测试………………………………………………… 32
2.5 小结…………………………………………………………………… 38
第3章 深部煤层气储层水力裂缝试验研究…………………………………… 40
3.1 试件制备与试验方法………………………………………………… 42
3.2 试件的扫描与图像重构……………………………………………… 44
3.3 试验结果……………………………………………………………… 46
3.4 深部地应力对裂缝扩展的影响……………………………………… 57
3.5 小结…………………………………………………………………… 59
第4章 煤储层水力压裂裂缝起裂与扩展规律………………………………… 60
4.1 数值模型的建立与参数设置………………………………………… 60
4.2 模拟结果……………………………………………………………… 67
4.3 煤储层水力裂缝起裂与扩展规律…………………………………… 73
4.4 小结…………………………………………………………………… 86
第5章 含随机裂缝煤层气储层三维水力裂缝扩展模拟……………………… 88
5.1 数值模型建立及参数设定…………………………………………… 89
5.2 数值计算结果………………………………………………………… 91
5.3 多参量对裂缝扩展的影响…………………………………………… 100
5.4 小结…………………………………………………………………… 104
第6章 顶板水平井分段压裂数值模拟……………………………………… 105
6.1 水平井在深部煤层气储层改造技术中的优势……………………… 106
6.2 深部煤层气储层分段压裂数值模拟………………………………… 111
6.3 垂向二维压裂数值模拟……………………………………………… 114
6.4 水平方向二维压裂数值模拟………………………………………… 124
6.5 小结…………………………………………………………………… 131
第7章 结论与展望…………………………………………………………… 133
7.1 主要结论……………………………………………………………… 133
7.2 主要创新点…………………………………………………………… 135
7.3 不足与展望…………………………………………………………… 135
参考文献………………………………………………………………………… 137
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