在化石能源枯竭和环境污染问题的困扰下,世界各国纷纷致力于研究开发清洁新能源。煤层气是一种储存在煤层中的高热值、无污染的新能源气体,随着对地质规律认识的提高和勘探及开采技术的不断创新,煤层气开发利用成为缓解能源危机的关键。我国煤层气资源丰富,居世界第三位,有着广阔的开发前景。关于我国“三软”矿区煤层气田的抽采仍有许多问题亟待解决,其中开发适合“三软”煤层的储层改造技术是提高煤层气抽采效率的关键。为优化水力压裂施工参数,提高压裂效果,亟需建立合适的裂缝扩展模型以准确地描述一定荷载条件下裂缝的起裂与扩展规律。本文针对河南省“三软”矿区煤岩储层的地质条件,对改造储层的水力压裂技术的压力控制、扩展模型、渗透率、压裂时间以及产能预测做了初步研究。主要工作体现在以下几个方面:首先,本文运用应力场理论描述了地层应力分布,从弹性力学角度分析了钻孔对井壁附近应力场的影响,考虑了压裂液的沿程水头损失和射孔水头损失,分别分析了垂直井和水平井的裂缝起裂条件,建立了裂缝起裂压力与地面压力的关系,据此对井下与地面抽采的试验效果进行了系统分析。其次,在分析传统水力压裂模型优缺点的基础上,结合河南焦作煤层气田的压裂试验,基于PKN模型的裂缝宽度假设与裂缝流动的摩阻压降规律,构建了“三软”煤层水力压裂的裂缝扩展模型与渗透率计算模型,并运用地震实测法和反演计算法分别进行了多重验证。另外,运用能量方法分析了水力压裂过程中,煤岩体裂缝的起裂与扩展过程中所伴随的能量集聚与耗散。压裂泵做功与压裂液势能除却压裂液的沿程和射孔能量损失,主要转变为岩体的形变能以驱使岩体裂缝扩展,据此建立了水力裂缝延伸长度和压裂时间的关系,为压裂时间设计开辟了一条新的思路。最后,用郎格缪尔方程对煤层气的吸附解吸特征进行了分析,结合勘探资料对焦作位村矿区的煤层气资源总量和可采资源量进行了预测。在分析GW-002井后期排采数据的基础上,运用FracproPT对该煤层气井储层参数进行历史拟合,以获得更加准确的含气性和物性参数,并应用于后期产能预测。