采动影响条件下急倾斜特厚煤层水平井分段压裂技术数值模拟研究

甘肃窑街三矿属于典型的受采动影响下的急倾斜特厚煤层,五采区为无机源CO2侵入渗入区,属煤(岩)与CO2突出危险区,局部存在煤与瓦斯突出风险.为了保障井下采煤接续和矿井生产安全,首次提出了采用分段压裂水平井方式快速消突的技术构想.围绕三矿五采区分段压裂水平井开发方式所面临的重要问题展开论述.首先,以前期邻近区域煤层气井测得的各项岩石力学参数为基础数据库,结合对该井的微地震裂缝监测解释成果,通过数值模拟方式,对所建立的数值模型各个参数进行校准,从而获取更为客观、准确的数值模型参数.在此基础上,在相同施工参数条件下,模拟受强、中、弱三种采动的影响,结果显示:随着受采动影响程度的加深,水力裂缝在垂向上的延展呈现指数性增长.无论中砂比或者高砂比,支撑缝长均符合要求.压裂目标段上覆岩层均为煤层,且受到采动影响,导致在垂向上缝高的控制成为急倾斜特厚煤层压裂的重点.针对受采动影响下的急倾斜特厚煤层,为了确保分段压裂水平井的压裂效果,建议:①应严格控制施工排量不超过6m3/min,单段施工液量200m3,优选高砂比的清水压裂液体系;②尽量使得采动影响降低,可以考虑将水平井段布置在距离上覆采煤工作面100m以深的位置.