用地面压裂施工资料求取煤岩岩石力学参数的新方法.pdf

第32卷第2期煤炭学报Vo1．32No．2

2007年2月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYFeb．20o7

文章编号：0253—9993(2007)02—0136—05
用地面压裂施工资料求取煤岩岩石力学参数的新方法

郭建春，刘登峰，宋艾玲

(1．西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610500；2．四川石油管理局井下作业公司，I~1)ll成都610051)

摘要：提出了应用常规的地面压裂施工压力资料求取煤层岩石力学参数的一种新方法．该方法
首先由压裂过程中的地面施工压力计算井底压力，再根据煤岩压裂易形成短宽缝的特点，利用改
进的KGD模型，结合受压力控制的煤岩压裂滤失模型，确定了与裂缝扩展延伸相应的缝中压力
计算公式．
关键词：地面压裂；岩石力学参数；施工压力
中图分类号：TU45文献标识码：A

Anewmethodofdeterminingcoalrockmechanicalparameters
byfracturingtreatmentmaterials

GUOJian—chun’
，LIUDeng—feng，SONGAi—ling

(1．State研LaboratoryofOilandGasReserooirGeologyandExploitation，~mhwestPetrolemaUn／vers／ty，Chengdu610500，China；2．Downluge
SenseCompany，SichuanPetroleumAdministration，Chengdu610051，China)

Abstract：Putforwardanewmethodapplyingconventionalgroundfracturingconstructionpressuretogetcoalbed

rockmechanicalparameters．Thenewmethodfirstlycalculatesbottompressuretl~ughgroundconstructionpres—

SUre，andthenaccordingtothecoalbed’Sfracturingfeamrewhichisbriefandwide，utilizingtheameliorateKGD
model，combiningwiththederivationendurepressurecontrolledingredientfiltrationmodel，ascertainsthecompu—

tingformulawhichgetsalongwithcrackpropagationextensioncorrespondingslitpress~e．

Keywords：groundfracturing；rockmechanicsparameters；fracturingpressure

煤岩就地条件下的岩石力学参数，主要包括杨氏模量和泊松比等，对煤层压裂的优化设计具有重要的
影响．求取就地条件下岩石力学参数的主要方法为室内三轴岩芯实验和3700系列测井资料解释等．实验
室三轴测试结果一般较为可靠，但费时、费力，且花费较高，不可能对每口井都进行测试；而测井资料解
释结果一般偏高，有时不太可信，也因为费用太高，不可能在每口井上都进行⋯．本文提出了一种求取
煤岩力学参数的新方法，即通过压裂施工压力反演求取．其基本原理是基于水力压裂的裂缝延伸与施工压
力有关，而施工过程中的井底压力与时间的变化关系反映水力裂缝的延伸规律，同时压力变化规律又与地
层特性息息相关．因此，借助施工过程中实际测量的压力资料，就可以确定地层岩石力学参数]．反演
是一种从系统响应到系统输入来描述系统特征及其相关参数的方法．对于水力压裂，这个系统就是压裂
层、隔层、井筒及相关的一些参数；输入是液体的泵人，响应是施工过程中记录的压力，通过对记录压力
的分析，提取地层和液体特征，从而确定裂缝的几何形状，选择裂缝模型求取地层参数．

收稿日期：2006-05-22责任编辑：柴海涛
作者简介：郭建春(1970一)，男，四川南充人，博士，教授．E—mail_,[e-mail]

P

第2期郭建春等：用地面压裂施工资料求取煤岩岩石力学参数的新方法

1煤岩压裂滤失模型

在对煤层进行压裂计算时，如果直接将利用试井和测井测得的渗透率和孔隙度值代人常规的卡特滤失
系数进行计算，其结果与实际的情况大相径庭]．本文考虑煤层物性的压力敏感性，忽略煤岩压裂中压
裂液造壁性的影响，结合压力控制滤失机理，推导了受压力控制的煤岩压裂滤失模型，得到了依赖于煤岩
特性与缝内净压力的滤失系数计算模型．裂