【摘 要】
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煤层开采中，上顶板难以断裂，易形成大面积悬顶结构，进而诱发严重的冲击地压等灾害，不利于矿井的安全高效生产。针对利用水力压裂技术解决煤层上悬顶的工程问题，采用地质-工程一体化模拟技术，考虑岩层纵向分层属性，建立了大尺度水平井段内多簇压裂精细模型，开展了水力压裂切割煤层厚顶板力学机理和施工参数优化研究。研究结果表明：（1）水平井多级压裂能够充分切割上顶板，产生密切割缝网结构，附加诱导应力值增大10%,
【机 构】
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中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院
【基金项目】
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国家自然科学基金（52174045）；
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煤层开采中，上顶板难以断裂，易形成大面积悬顶结构，进而诱发严重的冲击地压等灾害，不利于矿井的安全高效生产。针对利用水力压裂技术解决煤层上悬顶的工程问题，采用地质-工程一体化模拟技术，考虑岩层纵向分层属性，建立了大尺度水平井段内多簇压裂精细模型，开展了水力压裂切割煤层厚顶板力学机理和施工参数优化研究。研究结果表明：（1）水平井多级压裂能够充分切割上顶板，产生密切割缝网结构，附加诱导应力值增大10%,能够有效解决悬顶卸压问题；（2）高黏滑溜水+交联冻胶压裂液体系形成的裂缝体积高于低黏滑溜水体系约40%;（3）影响裂缝扩展的主控因素从强到弱依次为：压裂液类型、地层物性、液量、排量、段长。本文耦合地质建模-裂缝扩展-应力计算，深入研究了水力压裂裂缝扩展规模及其对厚层顶板弱化改造程度，研究成果将指导含厚层顶板煤层安全高效开发。
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