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“点”式定向水力压裂机理及工程应用
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“点”式定向水力压裂机理及工程应用
论文目录
摘要
第1-8页
ABSTRACT
第8-16页
第1章 绪论
第16-38页
1.1 背景和意义
第16-23页
1.1.1 矿井瓦斯灾害
第17-18页
1.1.2 温室气体危害与利用
第18-19页
1.1.3 国家“本质安全矿井、先抽后采”的政策方向
第19-20页
1.1.4 我国煤矿瓦斯抽采工作及煤层透气性现状
第20-21页
1.1.5 存在问题及研究意义
第21-23页
1.2 国内外水力压裂研究现状
第23-34页
1.2.1 煤层强化增透技术
第23-25页
1.2.2 石油增采水力压裂技术
第25-27页
1.2.3 煤层水力压裂技术
第27-31页
1.2.4 水力压裂机理研究
第31-33页
1.2.5 水力压裂装备研究
第33-34页
1.2.6 压裂后煤层气产能预测现状
第34页
1.3 研究内容和技术路线
第34-38页
1.3.1 研究内容
第34-36页
1.3.2 特色与创新
第36-37页
1.3.3 技术路线
第37-38页
第2章 致裂煤体构造与基本特性
第38-53页
2.1 煤的构造
第38-40页
2.1.1 非破坏煤的结构
第38-39页
2.1.2 破坏煤的结构
第39-40页
2.2 煤的裂隙
第40-41页
2.2.1 非破坏煤裂隙系统
第40-41页
2.2.2 破坏煤的裂隙系统
第41页
2.3 煤体力学特性
第41-44页
2.3.1 非破坏煤力学特性
第41-44页
2.3.2 破坏煤的力学特性
第44页
2.4 煤吸附-放散特性
第44-48页
2.4.1 煤的孔隙系统
第44-45页
2.4.2 煤的吸附特性
第45-47页
2.4.3 构造煤与非构造煤的放散特性
第47-48页
2.5 煤的渗流特性
第48-51页
2.5.1 煤渗透性的表征
第48-49页
2.5.2 煤岩渗透性的特点
第49-51页
2.6 煤的渗透性的应力响应特征
第51-52页
2.7 本章小结
第52-53页
第3章 定向压裂的基本原理
第53-70页
3.1 不同破坏煤体的起裂条件
第53-58页
3.1.1 非破坏煤的起裂条件
第55-57页
3.1.2 Ⅱ类破坏煤的起裂条件
第57-58页
3.1.3 Ⅲ~Ⅴ类破坏煤的起裂条件
第58页
3.2 不同埋深煤层裂纹扩展方向
第58-60页
3.3 煤层原生裂隙对裂纹扩展影响
第60-61页
3.4 含煤岩界面的裂纹扩展特征
第61-62页
3.5 裂纹扩展中控制钻孔的“松动圈”效应
第62-64页
3.6 辅助压裂孔的导向作用
第64-65页
3.7 “点”式定向压裂的过程
第65-68页
3.8 本章小结
第68-70页
第4章 “点”式定向压裂工艺研究
第70-86页
4.1 “点”式定向水力压裂的工程意义
第70-71页
4.2 顺层钻孔“点”式定向压裂工艺
第71-74页
4.2.1 钻孔布置
第71-74页
4.2.2 系统连接
第74页
4.3 穿层钻孔“点”式定向压裂工艺
第74-79页
4.3.1 钻孔布置
第75-77页
4.3.2 控制孔与辅助压裂孔的设计
第77-78页
4.3.3 防止裂缝面顺煤岩界面扩展的措施
第78-79页
4.4 “点”式定向压裂的选层
第79-80页
4.5 注入压力的预测与设计
第80-81页
4.6 其它参数设计
第81-82页
4.7 封孔方法
第82-83页
4.8 典型水力压裂曲线
第83-85页
4.8.1 传统水力压裂典型曲线
第83-84页
4.8.2 “点”式定向水力压裂典型曲线
第84-85页
4.9 本章小结
第85-86页
第5章 “点”式定向压裂机理的数值试验
第86-108页
5.1 顺层孔“点”式定向压裂的RFPA~(2D)-FLOW模拟研究
第86-90页
5.1.1 数值模型
第86-87页
5.1.2 无控制孔
第87-88页
5.1.3 有控制孔
第88-90页
5.2 “点”式控制压裂工程实例的三维并行模拟研究
第90-97页
5.2.1 流-固耦合模型并行有限元分析系统简介
第91-93页
5.2.2 数值模型
第93-94页
5.2.3 模拟结果及分析
第94-97页
5.3 穿层钻孔水力压裂的RFPA~(2D)-FLOW模拟研究
第97-102页
5.3.1 无控制孔
第97-98页
5.3.2 有控制孔
第98-102页
5.4 穿层钻孔水力压裂的三维并行模拟研究
第102-107页
5.5 本章小结
第107-108页
第6章 “点”式定向压裂装备研究
第108-116页
6.1 “点”式水力压裂封孔器研制
第108-114页
6.1.1 原理与结构
第108-110页
6.1.2 各组件的连接
第110-111页
6.1.3 高压密封胶囊的研制
第111-112页
6.1.4 注水器的研制
第112-113页
6.1.5 主要技术参数
第113-114页
6.2 “点”式压裂移动式高压泵站研制
第114页
6.3 地面工业试验
第114-115页
6.4 本章小结
第115-116页
第7章 “点”式定向压裂现场试验
第116-130页
7.1 试验地点概况
第116-117页
7.2 煤层基本参数测定
第117-119页
7.2.1 应力测定
第117-118页
7.2.2 瓦斯参数测定
第118-119页
7.3 压裂设计
第119-121页
7.3.1 钻孔方向与钻孔数量
第119-120页
7.3.2 水力压裂压力确定
第120页
7.3.3 钻孔直径
第120-121页
7.3.4 钻孔深度
第121页
7.3.5 钻孔间距
第121页
7.4 现场施工
第121页
7.5 压裂水压曲线
第121-127页
7.6 普通井下钻孔水力压裂的对比实验
第127-129页
7.7 本章小结
第129-130页
第8章 压裂效果考察及煤层气产能预测
第130-159页
8.1 顺层孔压裂前后抽采模拟
第130-136页
8.1.1 含瓦斯煤岩流固耦合(RFPA-GAS)模型及解法
第130-132页
8.1.2 数值模型
第132-133页
8.1.3 措施前的钻孔抽采模拟
第133-134页
8.1.4 措施后抽采模拟
第134-136页
8.2 穿层钻孔压裂前后抽采模拟
第136页
8.3 曲面积分法产能预测
第136-148页
8.3.1 计算数据的获取
第138-141页
8.3.2 瓦斯含量的估值算法
第141-143页
8.3.3 估值算法优选
第143-145页
8.3.4 强化措施后瓦斯抽采量预测系统软件
第145-146页
8.3.5 软件计算结果
第146-148页
8.4 压裂前后初期抽采量对比
第148-150页
8.5 衰减法产能预测
第150-154页
8.6 压裂前后煤层透气性对比
第154页
8.7 压裂前后工作面瓦斯涌出量对比
第154-158页
8.7.1 回采工作面瓦斯涌出一般规律
第154-156页
8.7.2 措施后的1个完整作业循环的瓦斯涌出量
第156-157页
8.7.3 压裂区与未压裂区瓦斯涌出量
第157-158页
8.8 本章小结
第158-159页
第9章 结论与展望
第159-161页
9.1 主要结论
第159-160页
9.2 未来展望
第160-161页
参考文献
第161-166页
致谢
第166-167页
作者简介
第167-168页
攻读学位期间发表论文及科研经历
第168-170页
本篇论文共
170
页,
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