煤矿井下水力压裂技术进展及展望
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析水力压裂技术是一种通过注入高压水剂以及固体颗粒，将岩石破碎并形成裂缝的技术。
它主要用于提高油气和水资源的开采效果，优化采矿工程。
本文将对水力压裂技术在采矿工程中的应用以及效果进行分析。
首先，水力压裂技术在油气开采中的应用是十分广泛的。
通过将高压水剂注入油气储层，可有效地把岩石破碎，并形成裂缝网络。
这些裂缝能够提供更大的储层表面积，从而增加开采区域的有效渗透面积。
此外，水力压裂技术还能改善储层连通性，提高油气的采集效率。
通过合理的施工设计和操作方式，可以实现裂缝的指向性扩展，进一步提高采收率。
其次，水力压裂技术在水资源开采中也发挥了重要作用。
在富水储层中，水力压裂技术能够有效地提高开采率和注水率，实现更加稳定的水资源供应。
通过水力压裂，可增加储层渗透率，加大水井的产能。
此外，水力压裂技术还可应用于地下水资源的开采，提高井水量，满足农田灌溉、城市供水等需求。
水力压裂技术在采矿工程中的应用效果也是显著的。
首先，它能够大幅度提高采收率。
通过水力压裂，可以将原本无法开采的储层有效开发，并提高采取比。
这不仅能够增加产量，还能够提高采矿效益。
其次，水力压裂技术能够增加开采井的产能，提高油气或水的产量。
这对于地下资源开采公司来说，将是一项重要的利润增长点。
此外，水力压裂技术还能够改善储层的物理性质，提高油气或水的流动性，进一步提高开采效果。
然而，水力压裂技术在应用过程中也存在一些问题。
首先，水力压裂施工成本较高，涉及到固体颗粒和高压水剂的注入，需要专业的设备和技术人员，这增加了成本投入。
其次，施工过程对环境的影响较大，可能导致水资源的浪费、地下水表面化、地震等现象。
因此，在应用水力压裂技术时，需要制定相应的环保措施，以减少环境影响。
综上所述，水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果是非常显著的。
它能够提高油气储层的采收率，增加水资源的开采量，改善采矿工程效果。
然而，在应用过程中也需要注意环境保护和成本控制等问题。
水力压裂技术研究及发展趋势
水力压裂技术研究及发展趋势摘要：综述了目前国内外水力压裂技术发展现状，分析了新技术（高砂比压裂、重复压裂、压裂监测和裂缝检测等技术）发展状况。
及近几年国外开始研究用于高渗层和重复压裂的高砂比和端部脱砂压裂技术的技术发展、现状及未来趋势作了较详细的分析介绍。
为水力压裂技术的发展起到了一定的指导作用。
关键词：水力压裂；技术现状；发展趋势；建议一、国内外研究状况1重复压裂重复压裂包括重新张开、延伸原裂缝和压新缝重复压裂两方面。
重新张开、延伸原裂缝是在油藏数值模拟的基础上根据油藏特征和重复压裂工艺特点，优选压裂材料并进行优化设计。
压新缝重复压裂裂缝方位的变化规律是：重复压裂新裂缝方向从垂直于初始裂缝缝长方向变为与初始裂缝缝长方向平行的一个渐进过程，而不是突然转向，并且为时间的函数。
同时，在应力轨迹理论的基础上得到了重定向裂缝与应力轨迹以及原裂缝关系原理图：从井眼到各向同性点的距离为Lf’，超过应力各向同性点后，新裂缝逐渐转向平行于原裂缝。
2多层、薄层压裂对于层状储层的压裂思路有3种：一是采用封隔工具隔开各层实施分层压裂，单独对每层进行设计；二是采用笼统的多层合压技术，假定只产生一条裂缝，使用单裂缝的延伸模拟方法进行设计；三是应用多产层同时进行水力压裂的多裂缝数学模型进行模拟设计。
3多裂缝压裂多裂缝的存在可能导致出现施工压力高、低砂比砂堵等情况。
目前国内外已经建立了许多有效的直接或间接的多裂缝检测手段，检测结果与大量室内实验证实了多裂缝存在的客观事实。
多裂缝的形成主要与破裂压力、射孔方式与方位、井斜、裸眼或套管井等有关。
为了防治多裂缝的形成，分别从固井质量、射孔方案、射孔段长度、井斜、排量、黏度、支撑剂段塞技术等的一个或多个方面结合现场实例进行了研究。
即可以封堵缝宽较小的裂缝，随着井底压力的升高，增大的段塞颗粒可以堵塞较大的裂缝，因而有利于创造主缝。
二、水力压裂技术发展趋势随着人们对水力压裂技术研究日益深入，计算机运用日益推广，卫星联网加速发展，水力压裂技术与设备具有吃速发展的趋势。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种提高油气井产能的重要方法，它通过在井筒内注入大量高压液体，在地层中形成裂缝，增加油气井与油层的接触面积，从而提高产能。
本文将介绍水平井压裂工艺技术的现状及展望。
目前，水平井压裂工艺技术已经取得了一定的研究成果，并在工业生产中得到了广泛应用。
主要包括以下几个方面：水平井压裂工艺技术已经形成了一套完整的理论体系。
研究者通过实验和数值模拟，深入研究了水平井压裂过程中的流体力学特性、压裂裂缝形成与演化机理等关键问题，对工艺参数的选择和优化提供了理论依据。
水平井压裂工艺技术已经形成了一套成熟的操作流程。
通常包括井筒完钻和钻井液清洗、套管固井、水平段入井和固定、作业液的选择和配比、压裂参数的确定和控制等环节。
这些操作流程经过长期实践验证，已经具有较高的可靠性和适用性。
水平井压裂工艺技术已经形成了一套完善的设备体系。
包括压裂液体制备、压裂泵车、压裂监测设备、压裂布局工具等。
这些设备不仅能够满足水平井压裂的需要，还能够进行远程监控和数据处理，提高了施工效率和控制精度。
水平井压裂工艺技术还面临一些挑战和问题。
首先是高成本和高风险。
水平井压裂过程中需要使用大量的化学品和能源，施工风险较大，一旦出现问题会造成较大的经济损失。
其次是环境污染问题。
压裂液中的化学物质和地下水的交互作用可能导致地下水污染，对生态环境造成危害。
再次是产能退化问题。
水平井压裂后，在一定时间内产能会有所增加，但随着时间的推移，裂缝会逐渐封闭，产能也会逐渐下降。
展望未来，水平井压裂工艺技术仍然有很大的发展空间。
一方面，可以进一步优化工艺参数和操作流程，提高工艺的稳定性和可控性，降低成本和风险。
可以开展更深入的研究，探索新的压裂技术和方法。
可以研究新型压裂液体的配方和制备，开发更高效的压裂泵车和监测设备，探索新的压裂布局方式，用于更多类型的地质条件和油藏类型。
还可以加强环境保护意识，研究环境友好型压裂液体的应用，减少对地下水的污染。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂技术是一种用于增加地下油气储层产能的有效工艺，已经被广泛应用于油气勘探与开采领域。
本文将对水平井压裂工艺技术的现状进行综述，并展望其未来发展趋势。
1. 技术原理：水平井压裂技术是通过在油气储层中钻探一根水平井管，然后通过高压液体将压裂剂注入井孔中，从而形成裂缝网络，增加储层的渗透率，促进油气的流动。
2. 应用领域：水平井压裂技术主要应用于非常规油气储层的开发，如页岩气、页岩油和煤层气等。
水平井压裂技术也被应用于传统油气田的增产。
3. 技术难点：水平井压裂技术面临的主要难题包括压裂剂的选择、裂缝网络的设计和优化、裂缝扩展和稳定性等。
目前，针对这些问题已经有了一些解决方案，但仍需进一步研究改进。
4. 技术发展：水平井压裂技术自20世纪80年代开始应用于油气勘探与开采，经过几十年的发展，已经取得了显著的成果。
特别是在美国，在页岩气开发中取得了巨大的成功，成为美国能源革命的关键技术之一。
1. 提高效率：目前，水平井压裂技术在工艺效率上仍有提升空间。
未来，可以通过改进压裂剂的性能，优化裂缝网络设计和优化压裂参数等措施，提高压裂效果，提高产能和采收率。
2. 精细化设计：由于地下油气储层的复杂性，水平井压裂技术还面临着很多挑战。
未来，可以通过引入计算模拟、导向钻井等先进技术，精细化设计水平井和压裂工艺，提高压裂效果和经济效益。
3. 环境友好化：在水平井压裂过程中，压裂液中的化学物质可能对地下环境造成一定的影响。
未来，可以通过研究和应用环境友好的压裂剂，减少对环境的影响，并开展相关环境保护技术的研究。
4. 多学科融合：水平井压裂技术是一个涉及地质学、工程学、化学等多学科的综合技术。
未来，需要进一步加强不同学科之间的交流与合作，共同推动水平井压裂技术的发展。
水平井压裂技术是一项广泛应用于油气勘探与开采领域的有效工艺。
虽然在技术原理和应用领域上已经有了明确的进展，但仍面临一些技术难点。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术是一种常用于增加油气井产能的工艺，它通过在水平井段注入高压液体，破裂储层，扩大储层渗透性，从而提高油气井的产能。
水平井压裂工艺技术在近几十年中取得了显著的发展，但仍然存在一些挑战和改进的空间。
1. 压裂液体的研究：压裂液体是水平井压裂中的关键因素，目前常用的压裂液体包括水基、油基和液体类等，它们各有优缺点。
未来的发展方向是研发出更环保、高效的压裂液体，减少对环境的污染，并提高施工效率。
2. 压裂剂的研究：压裂剂是压裂液中能够产生并维持破裂缝的固体颗粒。
目前常用的压裂剂有石英砂、陶瓷颗粒等，但它们存在流动性差、易堵塞缝道等问题。
未来的发展方向是研发出具有良好流动性和高强度的压裂剂，以提高压裂缝的持续性。
3. 压裂设计的优化：水平井压裂设计是决定压裂效果的关键因素之一。
目前常用的优化方法有试井资料分析、数值模拟等，但这些方法在实际应用中存在一定的局限性。
未来的发展方向是进一步完善水平井压裂设计方法，提高压裂效果和经济效益。
4. 压裂监测技术的发展：压裂监测技术是评估水平井压裂效果和优化压裂设计的重要手段。
目前常用的监测方法有地震勘探、压力监测等，但这些方法存在成本高、实时性差等问题。
未来的发展方向是研发出成本低、实时性强的压裂监测技术，以便更好地评估和优化水平井压裂效果。
水平井压裂工艺技术在油气井增产领域具有广阔的应用前景。
未来的发展方向是通过优化压裂液体、压裂剂和施工设计等，提高水平井压裂效果，降低成本，减少环境污染，并通过先进的监测技术实时评估和优化压裂效果，以达到更高的油气井产能和经济效益。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种重要的增产技术，对于开发和利用低渗透油气田具有重要意义。
目前，水平井压裂技术已经取得了较大的进展，在水平井的射孔、液体喷射、压裂液设计等方面进行了大量的研究和实践，取得了很好的效果。
水平井压裂工艺技术仍然存在一些问题和挑战，需要进一步的改进和创新。
水平井压裂技术的存在问题之一是压裂液的选择。
水平井的尺寸较小，对压裂液的流变性能和输送能力要求较高。
目前，常用的压裂液有水基液、油基液和乳化液三种，但每种压裂液都存在一定的问题。
水基液的使用比较广泛，但在超低渗透和致密油气田中，其使用效果有限，易造成返排水问题。
油基液具有较好的抗返排能力，但是成本较高，不易实际应用。
乳化液是一种新型的压裂液，具有较好的适应性和流变性能，在一定程度上可以解决水基液和油基液的一些问题，但其应用还需要进一步研究和验证。
水平井压裂技术在射孔方面也存在一些问题。
传统的射孔技术在水平井中难以实施，常常会出现射孔孔洞不稳定或者射孔精度不高的情况。
需要研究和开发适用于水平井的新型射孔技术，以提高射孔效果和井筒稳定性。
水平井压裂技术在压裂液喷射和控制方面也存在一些挑战。
由于水平井井壁与地层接触面积大，压裂液在地层中的分布和控制较为困难，容易造成不均匀压裂和失效区域的产生。
需要研究和改进液体喷射技术和井筒保护技术，以提高压裂工艺的效果和可控性。
展望未来，水平井压裂工艺技术可以从以下几个方面进行改进和创新。
可以研究和开发更加适应低渗透油气田的新型压裂液，提高压裂效果和经济性。
可以进行水平井射孔技术的研究，开发适用于水平井的高精度射孔工具和技术。
可以研究和改进液体喷射和控制技术，提高压裂液在地层中的分布和控制能力。
可以研究和开发更加智能化和自动化的水平井压裂工艺技术，提高工艺的可控性和稳定性。
水平井压裂工艺技术在油气田开发中具有重要的作用和潜力。
虽然目前存在一些问题和挑战，但通过改进和创新，相信水平井压裂工艺技术在未来的发展中会取得更好的效果，并为低渗透油气田的开发和利用提供更好的技术支持。
水力压裂技术发展及展望
报告题目：水力压裂技术近期发展及展望目录一、引言 ................................................................................................................ - 2 -二、发展及简介 ...................................................................................................... - 2 -2.1 发展历程.................................................................................................... - 2 -2.2 原理简介.................................................................................................... - 2 -三、近期进展 .......................................................................................................... - 3 -3.1 植物胶及其衍生物.................................................................................... - 3 -3.2 纤维素及其衍生物.................................................................................... - 3 -3.2.1羧甲基纤维素钠(CMC) ............................................................... - 4 -3.2.2 改性羧甲基纤维素(CMPC) ........................................................... - 4 -3.2.3 羟乙基纤维素(HEC) ...................................................................... - 4 -3.2.4羧甲基羟丙基纤维素醚(CMHPC) ................................................. - 4 -3.3 合成聚合物................................................................................................ - 5 -3.3.1 丙烯酰胺类..................................................................................... - 5 -3.3.2丙烯酸酯类...................................................................................... - 5 -3.3.3有机磷酸盐类.................................................................................. - 5 -四、发展展望 .......................................................................................................... - 6 -水力压裂技术近期发展及展望一、引言经过50多年的发展，水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展，不但成为油气藏的增产增注手段，也成为评价认识储层的重要方法[1]。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种在油气开采中常用的技术手段，通过对水平井进行压裂处理，可以大大提高油气储量的开采效率。
随着油气开采技术的不断进步和完善，水平井压裂工艺技术也在不断发展和改进。
本文将对水平井压裂工艺技术的现状及未来展望进行分析和探讨。
1.技术原理及发展历程水平井压裂是一种利用高压液体将岩石裂开，从而增加岩石孔隙中的油气渗透性的技术。
水平井压裂技术最早起源于20世纪40年代的美国，在60年代开始逐渐应用于石油开采中。
随着对水平井压裂技术的不断改进和完善，现代水平井压裂技术已经成熟，并在全球范围内被广泛应用。
2.技术分类及特点根据压裂液体的属性和使用情况，水平井压裂工艺技术可以分为液体压裂、气体压裂和混合压裂等多种类型。
液体压裂是最常见的一种，通过将高压液体注入井下，利用压力将岩石裂开，从而增加油气储量的产出。
而气体压裂则是利用高压气体将岩石裂开，混合压裂则是将液体和气体一同注入井下进行压裂处理。
水平井压裂工艺技术的特点主要包括提高油气产量、提高开采效率、缩短生产周期、减少环境影响等。
相比传统的垂直井开采技术，水平井压裂技术在油气开采中具有显著的优势。
3.应用情况及效果评估水平井压裂技术在世界范围内得到了广泛的应用，并取得了显著的成效。
特别是在北美地区，水平井压裂技术已经成为油气开采的主流技术手段。
通过对水平井进行压裂处理，可以大大增加油气产量，提高油气储量的开采效率。
国内也在不断推广和应用水平井压裂技术，特别是在页岩气开采方面取得了良好的效果。
通过水平井压裂技术，将页岩气中的油气提取出来，为我国能源资源的开发做出了重要贡献。
1.技术瓶颈及需进一步突破尽管水平井压裂技术在油气开采中取得了很大的成功，但在实际应用中也存在一些瓶颈和问题。
压裂液体对环境的影响、压裂后的油气产量衰减速度等问题，都需要进一步的技术突破和解决。
水平井压裂技术在开采成本和效益上也面临一些挑战，特别是在压裂液体的成本、井下设备的磨损和维护等方面。
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煤矿井下水力压裂技术的研究主要集中在压裂 方法、压裂工艺以及压裂装备 3 个方面。 1． 1 井下水力压裂方法
基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51174082) ; 河南理工大学 博士基金资助项目( B2010 － 69，B2011 － 056) ; 中国煤炭工业协会 科技研究计划资助项目( MTKJ2010 － 383)
苏现波等发明了一种煤矿井下钻孔水力压裂增 透抽采瓦斯方法，该方法可以采用顶底板顺层钻孔、 顶底板穿层钻孔、本煤层顺层钻孔或本煤层穿层钻 孔进行水力压裂，首先确定钻孔参数施工钻孔，再设 计水压及注水量，洗孔，排水，检验压裂效果，合格后 联管抽放［3］。 王 魁 军 等 人 发 明 了 一 种 穿 层 钻 孔 水 力压裂疏松煤体瓦斯抽放方法，该方法是在顶( 底) 板岩巷( 也可以在煤巷) 向煤层打水力压裂钻孔，压 裂钻孔进入煤层的长度大于煤层厚度的 1 /2 以上， 在水力压裂钻孔周围打若干控制钻孔，从水力压裂 钻孔进行水力压裂，当压裂范围达到控制钻孔时，在 水力压裂钻孔周围一定距离煤体产生抗压薄弱区 域，高压水可以把水力压裂钻孔与控制孔之间的煤 体压穿［4］。马 耕 等 人 发 明 了 一 种 煤 层 顺 层 水 力 压 裂抽放瓦斯方法，该方法是在煤层顶( 底) 板顺层钻 取一个或多个压裂孔，封孔后连接压裂泵进行压裂， 达到预计的压裂效果后，施工平行顶( 底) 板的瓦斯 抽放孔，进行瓦斯抽放，否则继续进行压裂［5］。 1． 2 井下水力压裂工艺 1． 2． 1 常规水力压裂
水力压裂技术最早使用在油、气田的开发中，以 提高油、气井的产量。20 世纪 60 年代，前苏联将该 技术作为一种煤层卸压增透手段引入煤矿，开始进 行煤矿井下水力压裂试验研究［1］。1965 年煤炭科 学研究总院沈阳研究院( 原煤炭科学研究总院抚顺 分院) 在全国首次将水力压裂技术应用在煤层强化 抽放瓦斯领域，通过地面钻孔对煤层实施压裂，并进 行了现场试验，取得了显著效果。随后，我国先后在 阳泉一矿、白沙红卫矿，抚顺北龙凤矿及焦作中马矿 等进行了水力压裂试验，并取得了一些经验［2］。受 技术及装备等条件的限制，该技术在随后若干年一 直没有被大规模推广使用。随着科技的不断发展， 近几年，水力压裂作为一种煤层卸压增透措施被许 多矿井采用，并取得了较好的应用效果。
备、压裂监测技术等方面需要做进一步研究。
关键词: 煤矿; 水力压裂; 研究进展; 展望
中图分类号: TD712 + ． 6
文献标志码: B
文章编号: 1003 － 496X( 2012) 12 － 0163 － 03
Research Progress and Prospect of Hydraulic Fracturing Technologies in Coal Mine Underground
常规水力压裂已经在平顶山、鹤壁、焦作、义马、 淮南等矿区得到应用，并取得了较好的效果［6 － 10］。 1． 2． 2 定向水力压裂
1) 定向孔定向压裂技术。李全贵、翟成等提出 了定向孔定向水力压裂技术，该技术是通过在水力 压裂钻孔影响半径内施工定向钻孔实现定向水力压 裂，定向孔的存在对水力压裂孔产生的裂隙具有导 向和加速扩展的作用，能够引导裂隙从压裂孔边向 定向孔方向发展，起了增加辅助自由面的作用，使整 个压裂区域压裂后形成较大范围的卸压增透区，提 高瓦斯抽采量［11］。
分析·探讨
( 2012 － 12)
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煤矿井下水力压裂技术研究进展及展望
张有狮
( 霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司 木瓜煤矿，山西 吕梁 033102)
摘 要: 从压裂方法、压裂工艺以及压裂装备 3 个方面，综述了国内当前开展煤矿井下水力压裂
技术研究的进展状况。分析认为在水力压裂适用条件、裂隙扩展控制技术、安全防护措施及设
常规水力压裂是将高压水( 压裂液) 注入煤体 中的裂缝内( 原有裂隙和压裂后出现的裂隙) ，克服 最小主应力和煤体的抗裂压力，扩宽伸展并沟通这
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( 第 43 卷第 12 期)
分析·探讨
பைடு நூலகம்
些裂缝，增加煤层相互贯通裂隙的数量和增大单一 裂隙面的张开程度，进而在煤体中产生更多的人造 裂缝与裂隙，从而提高煤层的透气性，达到卸压增透 的目的。
ZHANG You － shi ( Mugua Coal Mine，Lüliang Coal Electricity Co． ，Ltd，Huozhou Coal Electricity Group，Lüliang 033102，China) Abstract: In this paper，current research progress of hydraulic fracturing technologies in coal mine underground in China was summarized from three aspects，such as fracturing methods，fracturing techniques and fracturing equipments． The analysis showed that it was necessary to strengthen the research on scope of hydraulic fracturing application conditions，cracks extension control technique，safety protection measures and device，hydraulic fracturing monitoring technique and so on． Key words: coal mine; hydraulic fracturing; research progress; prospect
徐幼平、林柏泉等也提出通过增加控制孔实现 定向水力压裂的方法。增加控制卡可以诱导压裂过 程中裂隙向定向孔方向生成与扩展，从而充分利用 水力压裂能量［12］。