松软低透气性煤层水力压裂裂缝拓展模拟研究及优化

针对因传统水力压裂指向性较弱、压裂范围随机等因素而导致难以开采较薄且瓦斯等矿产资源丰富度较高储层的问题,以谢桥矿1361(3)底抽巷水力压裂为例,基于拓展有限元理论,运用Abaqus CAE软件建模并分析不同初始裂缝角度下裂缝的发育形式与有效半径,通过数值模拟与现场试验相结合的方式,研究不同角度下的裂缝发育规律。研究结果表明,水力压裂工程试验验证了裂缝的有效半径,并且与数值模拟分析结果相吻合;当初始裂缝角度α取值0°、10°时,裂缝倾向于X方向发育,最大增透半径为17.4m;当α取值12.5°时,存在理论最长裂缝;当α取值20°、30°、40°、50°、60°时,压裂液可在目标层内停留较长时间,最大增透半径为9.1m;当α取值70°、80°、90°时,裂缝发育将直接穿透目标层,最大增透半径为1.5m,较难对X方向进行大范围增透。该研究结果对较薄储层的矿藏资源开采有一定参考意义。