注水压裂条件下软煤裂隙损伤与煤层气渗透耦合特征

针对豫西“三软”煤层的低渗性与流变性,探讨了复杂地质条件下主采二1煤层生、储气层的变形特征.基于ABAQUS平台进行软件二次开发,讨论了注水压裂条件下二1煤裂隙的应力与损伤特性;利用T-P损伤演化准则的Cohesive单元,揭示了软煤裂隙的张裂宽度与延伸距离之间的近似线性关系.模拟结果表明,注水压力条件下,软煤裂隙的应力与损伤演化是一个随时间逐渐发展的过程,在5～ 10 MPa静荷载作用下,注水1～2h,软煤裂隙的损伤范围约为80～100 m,从而大幅度地改善了“三软”煤层低渗性能.

高压注水快速消突技术的应用与研究

研究了高压注水的消突机理,并对水驱替瓦斯理论进行了一定的研究分析,提出高压注水快速消突技术。通过RFPA2D-Flow模拟软件对高压注水快速消突技术进行了数值分析研究,对单孔定向、双孔定向进行了注水压裂模拟试验。试验表明:在定向孔存在的条件下,注水压裂效果更加显著,卸压增透更加彻底。又通过对高压注水快速消突技术的钻孔布置方式的研究,提出了双循环递进式高压注水快速消突技术的钻孔布置方式,即注水孔的循环利用和抽放孔的循环布置。

煤巷“深注浅抽”交变协同快速消突技术

基于水驱替瓦斯理论,提出了"深注浅抽"交变协同快速消突技术。通过RFPA2D-Flow模拟软件对"深注浅抽"快速消突技术进行了数值模拟,对单孔定向,双孔定向进行了注水压裂模拟试验。试验表明:在定向孔存在的条件下,注水压裂效果更加显著,卸压增透更加彻底。同时,对"深注浅抽"快速消突技术的钻孔布置方式进行了研究,提出了循环递进式"深注浅抽"快速消突技术的钻孔布置方式。