地应力与孔隙压力对定向水力压裂效果影响研究

为了实现突出煤层井下水力压裂均匀卸压增透消突，达到压裂设备小型化的目的，提出了基于非对称孔隙压力场的多孔控制定向水力压裂新工艺。采用理论分析结合数值试验的方法，以鹤壁矿区二1煤层矿井地质条件为基础，利用RFPA-2D数值模拟软件，研究了水平应力比、孔隙压力场以及地应力与孔隙压力场组合影响下的裂隙扩展规律，结果表明：水平应力比对煤体破坏类型、裂隙形态及扩展方向影响突出；利用孔隙压力场分布特征可以提高控制孔定向控制作用，降低起裂水压。根据矿区目前地质条件，水平主应力比在1.0~1.8，控制水压为6~12 MPa，在非对称孔隙压力场下，采用多孔控制定向水力压裂技术增透效果最佳。