rfpa水力压裂

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井下穿层长钻孔水力压裂强化增透技术

井下穿层长钻孔水力压裂强化增透技术牟全斌【摘要】In order to improve the gas drainage effect of the underground coal seam with low permeability,the strengthened permeability enhancement technology by the hydraulic fracturing for underground layer-through long borehole was put for-ward. According to the construction process and key technologies of hydraulic fracturing,the process of hydraulic fracturing was divided into the preparation stage,the high pressure water injection stage and the pressure holding stage,and the key technologies were illustrated with emphasis,including hole sealing,pressure test,water injection and fracturing,data moni-toring,pressure holding,water draining,etc. The permeability enhancement mechanism of hydraulic fracturing for long bore-hole was analyzed,and the strengthened permeability enhancement experiments of hydraulic fracturing were carried out. The experimental effect was comprehensively investigated from the aspects of coal reservoir parameters and borehole gas drainage parameters according to the change laws of fracturing parameters in the fracturing process. The results showed that the perme-ability coefficient of coal seam increased by 2. 67 times after fracturing,the maximum influence radius reached 58 m,the drainage flow and drainage volume fraction was 24. 4 times and 10. 27 times of the ordinary fracturing borehole respectively, and the maximum influence radius of fracturing increased by 2. 32 times.%为了提高井下低透气性煤层瓦斯抽采效果,提出井下穿层长钻孔水力压裂强化增透技术.根据水力压裂施工工艺和关键技术,将水力压裂过程分为准备阶段、高压注水阶段和保压阶段,重点阐述了封孔、试压、注水压裂、数据监测、保压、排水等关键技术.同时分析了长钻孔水力压裂增透机理,并进行了水力压裂强化增透试验.根据压裂过程中压裂参数变化规律,从煤储层参数和钻孔瓦斯抽采参数方面综合考察了试验效果.结果表明:压裂后煤层透气性系数提高了2.67倍,最大影响半径达到了58 m,抽采流量和抽采体积分数分别是普通压裂钻孔的24.4倍和10.27倍,最大压裂影响半径提高了2.32倍.【期刊名称】《中国安全生产科学技术》【年(卷),期】2017(013)008【总页数】6页(P164-169)【关键词】低透煤层;穿层长钻孔;水力压裂;增透;抽采效果【作者】牟全斌【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TD7130 引言低透气性煤层瓦斯高效抽采一直是瓦斯治理面临的关键性技术难题[1]，煤层增透的目的是使煤体产生尽可能多的裂隙，并实现裂隙的高连通率,是提高煤层瓦斯抽采率的根本途径。

rfpa系统介绍

请看岩石材料单轴压缩的破坏过程……
岩石材料单轴压缩的破坏过程及声发射
四、RFPA系统平台介绍
§RFPA系统平台介绍
Ⅰ、RFPA系统计算方面的特点：
① 允许模拟计算由于分步开挖引起的应力重新分布对进一步变形和破坏过程的影响，也就是说在模拟地下开采中伴随的破坏过程时更接近于实际情况。 ② 可以通过专门提供的作图工具和参数输入模块，在模型中考虑模拟材料的微观缺陷，也可以考虑节理、裂隙等宏观缺陷。 ③ 可以模拟自重引起的破坏过程，新的RFPA2D软件系统增加了对地下工程开挖，地下破坏、地表沉陷、采动影响下煤岩顶板冒落、边坡失稳等问题的模拟功能。 ④ 增加了对多种统计分布函数如韦伯分布、正态分布、均匀分布等在材料特性中的嵌入，来考虑材料力学参数（强度、弹模等）的非均匀性分布特征，从而可以从本质上研究岩石变形的非线性特征。 ⑤ 新的RFPA2D软件系统增加了对流固耦合（如：水力压裂、底板突水、水工中岩石、体渗流）、气固耦合（媒岩体瓦斯突出）、温度应力场耦合问题的模拟分析功能。 ⑥ 边坡稳定性分析模块，主要为强度折减法和离心机法。
§基元的三种形态
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接触基元；压、剪破坏后的基元在一定范围内维持残余强度状态。但是，对于现实中的介质来说，破坏后的介质在继续受压应力、特别是各向均受压应力的条件下，将出现所谓的压密或压实现象，其力学表现则是压密后的介质刚度不仅不降低，反而出现上升。对于已经形成的裂纹面而言（即空气基元），当裂隙两面的介质在压应力作用下产生接触时，则应力仍可以通过接触面传递。这时，则可以通过激活空气基元，使其刚度增加，起到传递应力的作用。这就是所谓的接触基元特性。在上述两种情况下，接触基元只能传递压应力，而不能传递拉应力。即当存在拉应力时，接触基元立刻转化成空气基元。

岩石脆性对水力压裂裂缝影响的数值模拟实验

岩石脆性对水力压裂裂缝影响的数值模拟实验延新杰;李连崇;张潦源;李明;黄波;左家强【期刊名称】《油气地质与采收率》【年(卷),期】2017(024)003【摘要】水力压裂裂缝起裂与拓展轨迹对致密油气储层水力压裂改造效果的影响至关重要.基于胜利油区某区块埋深为3 200m的致密砂岩储层岩石试样的单轴压缩物理实验结果,应用数值模拟软件RFPA2D,对单轴压缩数值模拟实验中的岩石力学参数进行标定,建立数值模拟模型,研究岩石脆性指数及残余应力水平对水力压裂裂缝拓展轨迹的影响.研究结果表明:岩石脆性指数越大,越有利于水力压裂裂缝的拓展,并且产生的裂缝越宽,起裂压力越小,形成有效复杂裂缝网络的面积越大,水力压裂改造的效果越好;岩石残余应力水平越低,水力压裂产生裂缝的发育程度越高,并且压裂裂缝的宽度越宽,起裂压力越低,水力压裂改造的效果越明显.【总页数】6页(P116-121)【作者】延新杰;李连崇;张潦源;李明;黄波;左家强【作者单位】大连理工大学土木工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学土木工程学院,辽宁大连116024;中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院,山东东营257000;中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院,山东东营257000;中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院,山东东营257000;中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院,山东东营257000【正文语种】中文【中图分类】TE357.1【相关文献】1.受压脆性岩石Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹水力压裂研究 [J], 冯彦军;康红普2.含三维深埋裂纹脆性岩石水力压裂数值模拟研究 [J], 陈礼婧;张敏3.水力压裂参数对顶板裂缝扩展影响的数值模拟研究 [J], 王学敏4.天然裂缝角度对水力压裂的影响数值分析 [J], 张健;王金意;荆铁亚;张国祥;马海春5.天然裂缝角度对水力压裂的影响数值分析 [J], 张健;王金意;荆铁亚;张国祥;马海春因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水力压裂名词解释

水力压裂名词解释
水力压裂（Hydraulic Fracturing）是一种地质勘探和开采技术，它通过在地层中钻孔，并在孔壁周围液压压裂地层以加大孔径，从而使原本封闭的砂岩层或者火山岩层有利于油气的运行，从而使油气主动的流向钻孔。

它是一种压裂技术，通过高压水液，将地层钻孔的墙壁压裂开，以提高水流量，从而有效地提高从地层内抽取的油气量。

一般来说，压裂阶段使用超高压水，使地层压碎，改变油气的运行方向，从而实现钻井抽取原油的目的。

水力压裂的优点是可以有效地改变孔隙形状和孔的大小，还可以有效地提高油气的产量，还可以节省很多的时间和费用，只需要在探钻之前完成，即可获得较高的产量，当然，这也增加了潜在的环境风险。

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水力压裂工艺流程

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基于RFPA数值模拟的煤层水力压裂技术研究

ＷａｎｇＪｉｎｇｙｕ
（ＨｅｎａｎＳｈｅｎｈｕｏＧｒｏｕｐＣｏａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｕｃｈａｎｇ㊀４６１０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇａｓｄｉｓａｓｔｅｒｓｅｖｅｒｅｌｙｒｅｓｔｒｉｃｔｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏａｌｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｓ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｅｘｔｒａｃｔｇａｓｆｒｏｍｃｏａｌｓｅａｍｓ．ＴｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄＲＦＰＡｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｌａｗｏｆｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｔｅｒａｌｓｔｒｅｓｓｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｎｄｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｌｅｎｇｔｈ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｆｏｕｎｄｔｈａｔ：Ｗｈｅｎλ ＜１（ｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｔｒｅｓｓ），ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｉｓｓｕｒｅｉｓｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｖｅｒｔｉｃａｌ；Ｗｈｅｎλ ＝１（ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｉｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｇｒｏｕｎｄｓｔｒｅｓｓ），ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｓｃｈａｏｔｉｃ；Ｗｈｅｎλ＞１（ｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｇｒｏｕｎｄｓｔｒｅｓｓ），ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｉｓｓｕｒｅｉｓｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ；Ｗｉｔｈｔｈｅｇｒａｄｕａｌｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｇｒｏｕｎｄｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｕａｌｌｙｂｅｃｏｍｅｓｓｍａｌｌｅｒ，ｓｏｉｔｃａｎｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｄｂｏｒｅｈｏｌｅｓｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎａｄｖａｎｃｅｓｏｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｂｏｒｅｈｏｌｅｉｓｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＦＰＡｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｌａｔｅｒａｌｓｔｒｅｓｓｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｅｘｔｅｎｄｅｄｌａｗ；ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅ

水力压裂卸压增透影响半径数值模拟研究

ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｂｙｈｙｄｒａｕｌｉｃｒａｆｃｔｕｒｉｎｇｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅＲＦＰＡｏｎ２－５５９ｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｉｎＸｉｎｚｈｉＣｏａｌＭｉｎｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｐｌａｙｓｔｈｅｒｏｌｅｏｆｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｈｒｅｅａｒｅａｓ：ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆ，ｗｅｔｃｏａｌ，ｉｍｐｒｏｖｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｆｏｒｔｈｉｓｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｂｏｕｔ１５ＭＰａｃａｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅ５—６ｍｒｏｆｍｔｈｅｈｏｌｅ．Ｔｈｉｓｃａｎｉｎｉｔｉａｌｌｙｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈａｔｔｈｅｓｐａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｇａｓｄｒｉｌｌｉｎｇｈｏｌｅｓｎｏｔｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１０ｍｉｓａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆａｎｄｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ；ｉｎｌｕｅｆｎｃｅｒａｄｉｕｓ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

煤层钻孔水压致裂的裂缝扩展规律研究

２煤层钻孔水压致裂的数值分析
岩石损伤破裂过程渗流～应力耦合分析系统（ＲＦＰＡ２Ｄ＿Ｆｌｏｗ）将岩石材料的非均质性参数引入到计算单元，认为宏观破坏是单元破坏的积累过程；认为单元的性质是线弹脆性的，单元的弹性模量和强度等力学参数服从ｗｅｉｂｅｌｌ分布；认为当单元强度达到破坏准则时发生破坏，破坏后单元的弹模比其它单元低；认为岩石的损伤量与破坏单元数成正比，故町以用连续介质力学方法处理物理非连续介质｜’ⅡＪ题Ｌｌｓ－ｌｓ３．２．１单钻孔水压致裂情形２．１．１数值计算模型
２）设置煤层水平面内的两个水平地应力们与以的关系为㈣一ｋａ：．在数值分析中，系数ｋ的取值为：１．０，１．０５，１．１，１．４，１．８，２．０，以考察不同水平地应力状况对煤层钻孔压裂裂缝扩展效果的影响．
根据最大拉应力准则，当井底压力一旦达到最小地应力（对垂直缝则是最小水平地应力，水平缝则是垂向应力）和煤层岩石抗拉强度（Ｒ。）之和，煤层即被压开，此压力称为起裂压力，用Ｐ。，表示
１煤层钻孔水压致裂的裂缝扩展特征
煤层钻孔在高压水的作用下发生起裂后，水在泵的驱动下进入煤层中的层理面、切割裂隙．煤体产生空间上的膨胀，促使该级弱面继续扩展和延伸、逐步在煤层中相互连通形成贯通网络，并造成煤层的雎裂崩解．这一过程都足通过各级弱面的内
猷塑窭翻＿鲨盐水压力来完成，如图ｌ所示．
¨
由于煤层在整个钻孔和压裂过程中铅垂方向的位移受一卜覆中岩层的限制，相对于水平方向的位移变化较小，可忽略不计，因此，将模删视为平面应变模型．取边长为２０ｍ×２０ｍ的正方形区域，划分为４００×４００＝１６００００个单元，模型的中部开挖一直径为２００ｍｍ的圆孔，表示钻井井筒．将模型的水平地应力以位移边界条件的方式施加于模型的两边，如｜冬Ｉ３所示，ｏｒ。，盯。为煤层水平面内的两个地应力．注入水压作用于孑Ｌ的内部边缘，水压力Ｐ以０．１ＭＰａ的步长递增．初始水压Ｐ。视各模型的初始边界条件而定．

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rfpa水力压裂
RFPA水力压裂是一种新型油气勘探开发技术，其研发与应用具有重要意义。

一、RFPA水力压裂的定义和原理
RFPA水力压裂是利用RFPA数学模型对岩石固体物理力学特性进
行计算，并结合流体动力学原理，进行水力压裂。

RFPA数学模型可以
对岩石孔隙结构、裂隙分布、强度及断裂韧度等参数进行准确计算，
从而实现水力压裂操作的优化及精细管理。

二、RFPA水力压裂的应用场景
1、油气勘探开发：利用RFPA水力压裂技术可实现天然气、石油
开采中的洁净化、高效化、低成本化等多重优势，与传统压裂技术相比，RFPA水力压裂技术具有更高的采油率、更低的裂缝闭合速度以及
更好的经济效益。

2、隧道工程：RFPA水力压裂技术可以应用于隧道掘进过程中的
地面松散地质物与周围岩体间的固结与配合，从而实现隧道稳固性及
工程安全性的提升。

三、RFPA水力压裂技术的优势
1、RFPA水力压裂技术可以对岩石孔隙结构、裂隙分布、强度及
断裂韧度等参数进行计算，从而实现水力压裂操作的优化及精细管理。

2、RFPA水力压裂技术具有更高的采油率、更低的裂缝闭合速度
以及更好的经济效益。

3、RFPA水力压裂技术可以应用于隧道工程中，实现隧道稳固性
及工程安全性的提升。

综上所述，RFPA水力压裂技术的研发与应用具有重要意义，其在油气勘探开发和隧道工程中的应用，将为经济发展和社会进步做出重
要贡献。