厚硬顶板定向水力压裂数值模拟研究
数值模拟研究现状及发展方向
具体就是关于陆相低渗透油藏和海相碳酸盐岩油藏，网格粗化、计算算法、拟合精度、水驱、三采、两相、三相等方面。
主要的研究机构、领军人物、具体研究或公关方向，使用软件的优缺点等等。
近年来，随着计算机、应用数学和油藏工程学科的不断发展，油藏数值模拟方法得到不断的改进和广泛应用。
通过数值模拟可以搞清油藏中流体的流动规律、驱油机理及剩余油的空间分布；研究合理的开发方案，选择最佳的开采参数，以最少的投资，最科学的开采方式而获得最高采收率及最大经济效益。
经过几十年的发展，该技术不断成熟和完善并呈现出一些新的特点。
1 油藏数值模拟发展历史油藏数值模拟从30年代开始，展开理论研究。
40年代主要以解析解为主，研究“液体驱替机理”、“理论物理学中的松弛方法”、“孔隙介质中均质液体流动”、“油层流动问题中拉普拉斯转换”等零维物质平衡法。
50年代期间开展数值模拟。
60年代致力于对气、水两相和三相黑油油藏问题的求解。
70年代发展了由模拟常规递减和保持压力以外的新方法。
到80年代，由于高速大容量电子计算机的问世，硬件系统突飞猛进发展，油藏模拟已发展为一门成熟的技术，油藏模拟进入商品阶段，用于衡量油田开发好坏、预测投资效应、提高采收率、对比开发方案，大到一个油公司，小到一个企业普遍使用。
在模型上，形成一系列可以处理各种各样复杂问题的模型，如常规油气田——黑油模型、天然裂缝模型，凝析气田——组分模型，稠油油藏——热采注蒸汽模型，还有各种三次采油用的化学驱模型、注C02模型等，在此阶段，突出的是注蒸汽和化学驱模型得到实际应用；组分模型得到广泛应用，并在方法上有重大改进。
模型朝着多功能，多用途，大型一体化方向发展。
数值模拟发展重要历史事件如下图所示：2 国内外数值模拟研究现状进入90年代以后，数值模拟技术有了较大发展。
由于计算机的计算速度突飞猛进地增长，使油藏数值模拟技术进行了一次根本性的改造。
主要表现在以下几个方面：2.1模型技术近年来,油藏模型得到不断发展和完善,提出了多孔介质中全隐式热采、多相流线、黑油与组分混合以及非达西渗流等模型，为稠油蒸汽驱精确模拟、同一油藏不同开采方式的模拟提供了技术支持,是对传统模型适应矿场应用方面的重大技术改进。
厚层坚硬顶板定向水力压裂强制放顶技术研究
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６１４Ｊｕｎｅ２０２０现 代 矿 业ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ总第６１４期２０２０年６月第６期 国家重点研发计划项目（编号：２０１７ＹＦＣ０８０４２００）；国家自然科学基金面上项目（编号：５１６７４１４３，５１８７４１７６）。
刘 学（１９８７—），女，助理研究员，硕士，１０００１３北京市朝阳区。
厚层坚硬顶板定向水力压裂强制放顶技术研究刘 学１ 李宏艳１ 李 磊２ 刘宁宁１（１．煤炭科学技术研究院有限公司；２．中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院） 摘 要 针对厚层坚硬顶板工作面初采期间顶板大面积悬空，初次来压步距大，矿压显现强烈，易诱发冲击地压等动力灾害的问题，依据定向水力压裂技术原理，研发了定向水力压裂成套装备，制定了顶板定向压裂施工工艺；结合西部矿区厚层坚硬顶板条件，分析注水压力、压裂层位、钻孔间距等关键参数，开展了３１０４工作面初采期间定向水力压裂工程实践，并通过实测顶板垮落情况和分析支架阻力，检测了实施效果。
结果表明，直接顶初次垮落步距约１１ｍ，初次来压步距平均值为３１．８ｍ，与未处理顶板相比，初次来压步距减少了６２．６％，初次来压时，矿压显现较类似工作面大幅减弱，避免了厚层坚硬顶板的大面积悬空，保证了工作面安全回采。
关键词 厚层坚硬顶板 定向水力压裂 强制放顶 注水压力 压裂层位ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４ ６０８２．２０２０．０６．０４９ 我国煤炭开采条件复杂，新疆、内蒙古、大同等地均发生过顶板大面积动力垮冒导致的安全事故。
我国综采工作面坚硬顶板比例达到３８％［１］，厚硬顶板初采来压强烈的顶板达到了４０％［２］。
有效地预裂顶板，降低顶板来压尤其是初次来压，是保证厚层坚硬顶板工作面安全开采的首要技术问题。
厚层坚硬顶板弱化技术主要有深孔爆破预裂和水力压裂２种方式［３ ５］，其中，深孔爆破预裂在操作过程中安全隐患大，操作要求高，预裂裂隙呈扩散状，传统的水力压裂难以控制裂缝的扩展方向［６］。
坚硬顶板水力压裂切顶卸压技术研究及应用
坚硬顶板水力压裂切顶卸压技术研究及应用摘要：我国国土辽阔，有着丰富的能源储量，但能源分布呈现的整体趋势为多煤贫油少气，其中化石能源（煤炭资源）在我国能源主体中占据极其重要的地位。
我国煤炭资源虽然储量丰富，但整体赋存条件复杂，约有四成的煤层存在坚硬顶板问题。
坚硬顶板是指巷道顶板由坚硬岩性岩层组成，在矿井正常开采过程中，由于坚硬顶板的存在，使得巷道变形严重，同时对留煤柱开采的矿山，由于坚硬顶板的存在，造成留设煤柱宽度大幅度增加，严重浪费煤炭资源。
目前我国最常用的治理方法为切顶卸压，切顶的方法可分为爆破切顶、聚能切顶和水力压裂切顶三种。
此前众多的学者对爆破切顶及聚能切顶作过研究，对水力压裂切顶方案研究较少，因此本文对水力压裂进行研究。
关键词：坚硬顶板；水力压裂；卸压技术；应用；引言随着矿井的开采年限不断增加，覆存较为简单的煤层逐步减小，煤矿资源开采的重点逐步向着覆存条件较为复杂的煤层转化。
坚硬顶板是矿井开采目前面临的重要难题，我国约一半左右的煤层存在坚硬顶板问题，由于顶板岩性较为坚硬，使得采空区顶板极难垮落，并形成大面积的悬顶，大面积的悬顶一旦发生垮落极易造成层工作面冲击地压，同时为了保证巷道的稳定性，在留煤柱开采的巷道，大面积的悬顶使得煤柱留设宽度大幅增加，造成严重的资源浪费，在无煤柱开采的矿井，大面积的悬顶同样需要投入较大的资金来维护巷道的稳定性，所以对坚硬顶板的治理成为了一个热门的课题。
1水力压裂切顶机理水力压裂切顶卸压是指通过布置钻孔垂深为煤层到老顶岩层的距离、一定间距的钻孔切槽，在采空区侧上覆岩层预制切缝，钻孔注入高压水，采取“定点分层压裂”工艺，受高压水作用产生裂隙并控制裂纹在岩层中的扩展方向，在顶板形成一个“准破裂面”，同时破坏上覆岩层岩石的强度和完整性。
工作面回采时，采场发生周期来压，采空区顶板发生垮落，上覆岩层沿着预制的“准破裂面”断裂，即上覆岩层沿着切缝方向切断垮落岩层与回采巷道上方顶板的连接关系，减小回采巷道上覆岩层在采空区形成的悬顶距，从而减轻回采时超前支承压力对回采巷道的影响，降低回采巷道维护难度。
寺河煤矿二号井工作面坚硬顶板定向水力压裂研究
０ ４ ８ ０ ０ ０
效控制 坚硬顶板 的同时， 避 免给工作面的正常回采 带来影 响 ， 避免 由于 过度 压裂和 软化导 致 工作 面顶板 维护 困难 ， 避免 由于水力压 裂给巷 道 支护带 来困难 ， 避免其它可能 的灾害。 寺河煤矿 二号 井ｌ ５ 号 煤顶板 直接 顶和老顶均为 致密坚硬的石灰岩 ， 厚 层稳 定。 含有泥岩夹 层， 其中， 石灰 岩强度 强度 大部分集 中在 １ １ ０ － １ ３ ０ ＭＰ ａ 之 间， 平均强度 为１ ２ ３ ． ４ ３ ＭＰ ａ ， 属于 极 坚 硬 顶板 ， 泥 岩 夹 层 在顶 板 中的 位 置有 所 偏 差 ， 平 均 强度 为
前 言 ４ ５ ． ３ ２ ＭＰ ａ 。 １ ５ 号 煤最 大水平应 力最 大为 ８ ． ６ ６ ＭＰ ａ ， 最 小为７ ． ８ ７ ＭＰ ａ ； 在煤 矿开 采 中， 坚 硬难垮 顶板 是指赋 存在煤 层上方 或厚度 较薄 的 最 小水平主应 力最 大 为５ ． １ ３ ＭＰ ａ ， 最小为３ ． ６ １ ＭＰ ａ ； 垂 直主 应 力最大 ． ９ １ ＭＰ ａ ， 最小为 ５ ． ０ ６ ＭＰ ａ 。 ｌ ５ 煤 地应 力水平属于 低地应 力 区。 总 直接 顶上面厚而坚 硬的砂岩、 砾 岩或石灰岩 等岩层 ； 坚 硬难垮 顶板 岩石 为６ 强度 高、 节 强 ， 煤 层开采 后 体上为 ａ ＞ａ ＞１ ７ ｈ 应 力场， 以构造 应 力为 主。 最大 水平 主应 力方 向分 大面 积悬露 在 采空区 ， 短期 内不垮落 ； 一旦垮 落 ， 一次垮 落的面积 大、 别为Ｎ２ １ ． ５ ０ Ｅ 、 Ｎ ３ ０ ． ６ ０ Ｅ ￥ Ｉ Ｉ Ｎ１ ８ ． ５ ０ Ｅ 。 所测 测站应 力方向大致 为北偏东 高度 大 ， 有强烈的周 期性 来 压 ， 且来压 时有 明显的动 力现 象 ， 常造 成支 方 向。 根据顶 板岩层地 应力场及岩层强度 ， 由下式可计算 裂缝起 裂压 力 Ｐｂ： Ｐｂ＝３ｏｍｌ ｎ — ａｍａ ｘ ＋ 口ｔ 。 护设 备损坏 ， 危及人 身安 全等恶性 事故。 目 前 我 国坚 硬难 垮顶板 的控 制基本 采用以爆 破 为主 ， 注 水软化 为 ４ ， 水力压 裂 方案 辅 的方法 ， 然而该 方法存 在以下不足 ： 工程量 和炸 药量大 、 安全性 差、 经过 理论分析和数值模 拟， 确定寺河煤矿 二号井 １ ３ ０ ５ 工作面水力压 成 本高、 污染 井下空气 ； 干扰 回采 工序， 影响 回采进度 ； 放顶效果难 以人 裂参 数如下： 为控 制 ， 易引起 工作 面控 顶管理 困难 ； 当胶 结物为碳酸 盐类 矿物岩层或 ４ ． １ 切 眼水力压裂钻孔布置
数值模拟在水力压裂技术中的应用
数值模拟在水力压裂技术中的应用数值模拟在水力压裂技术中的应用水力压裂技术是一种采用高压水将井底岩石破裂，使石油和天然气开采能够有效进行的技术。
在油气勘探过程中，水力压裂技术一直是重要的开采手段之一。
同时，随着现代计算机技术的不断进步，数值模拟在各种领域的应用越来越普遍。
本文将讨论数值模拟在水力压裂技术中的应用，包括数值模拟的意义、模拟方法和优缺点等。
1. 数值模拟在水力压裂技术中的意义水力压裂技术的基本原理是利用高压水将钻孔中的岩石破碎，并将岩层产生裂缝，使石油和天然气能够从裂缝中流入井筒，进而被开采出来。
在水力压裂技术中，同时需要考虑多种因素，如地质条件、井筒参数、注水压力和水量等，因此需要对各种因素进行模拟。
数值模拟能够模拟各种因素的影响，为水力压裂技术的优化提供引导。
2. 数值模拟方法数值模拟在水力压裂技术中的应用主要有两种方法，一种是有限元法，另一种是粒子追踪法。
有限元法是一种将连续介质分成有限个单元，通过单元之间的相互连接来模拟连续介质的方法。
在水力压裂技术中，有限元法可以用于模拟岩石裂缝的产生和扩展情况，以及裂缝的排列方式和孔隙度等。
粒子追踪法是一种将被测对象的运动轨迹细化为无数始终在流场中运动的粒子的方法。
在水力压裂技术中，粒子追踪法可以模拟水流的流动方式、流速、流向以及压力等。
3. 数值模拟方法的优缺点采用有限元法的数值模拟方法优点是：模拟精度高，可以模拟不同类型的岩石裂缝的产生和扩展情况，以及裂缝的排列方式和孔隙度等，能够比较精细地模拟水力压裂过程，从而可方便进行水力压裂工艺的设计和优化。
采用粒子追踪法的数值模拟方法优点是：计算速度较快，因为模拟对象是粒子，容易洞察裂缝的分布、大小和密度等特征，且精度相对较高。
与有限元法相比，粒子追踪法更适用于模拟对水动力特性较为敏感和复杂的岩石裂缝。
但是，这些数值模拟方法也存在缺点。
使用有限元法模拟时，需要构建结构复杂、节点众多的模型，所需计算资源较大，运算时间长，成本较高。
定向水力压裂技术研究与应用
文章编号 ：１７ ９ １ （０ １ ０ ０ ３ ０ ６ ２— ３５ ２ １ ）６— ７ ５— ５
定 向水 力 压 裂 技 术研 究 与 应 用
李全贵 ， 成 ， 柏泉 ， 翟 林 李子文 ， 贤忠 李
（． １ 煤炭资源与安全开采 国家重点实验室 ， 苏 徐州 ２ １１ ； ． 江 ２ １６ ２ 中国矿业大学 安 全工程 学院 ， 江苏 徐州 ２ １１ ） ２ １６
槽［３； ２ ２ 第 种常用 的定向技术是采用水力射孔辅助压裂技术 。前者 ， ＇ 开楔形环槽定 向技术主要应用
在坚硬顶板管理上 ， 该技术的核心在于开楔形槽 ， 但在高地应力和松软煤层 中， 在将普通钻头换成开槽钻
头 时 ， 何解 决塌孔 是个 技术 难题 ， 如 特别 是针 对长 钻孔 进 行操 作 时 ； 者 ， 力射 孔 辅 助压 裂技 术工 艺 、 后 水 操 作 比较 繁琐 ， 特别 是对 于下 向孔排 渣也 没得 到很好 地解 决 。
（ ）压裂孔与定 向孔布置图 ａ
（ ）压裂孔周 围卸压带 ｂ
（ ） 向孔布置图 ｃ定
１ 定 向孔定 向作用机理 图
ｌ
１ １ 定 向孔定 向作 用分析 ．
水 力压 裂过 程 中 ， 压裂 孔周 围随着 裂 隙的发 育和 扩展 形成 卸 压 圈 ， 者 形成 某一 方 向上 的卸压 带 ， 或 如
第３ 卷 第６ １ 期
２１ ０ ｌ １年 １月
西 安
科 技 大 学 学 报
Ｖ０ ． １ Ｎｏ ６ １３ ． Ｎ Ｖ２ １ Ｏ ． ０１
Ｊ Ｕ ＡＬ Ｏ Ｉ Ａ Ｉ ＥＲ ｒＹ Ｆ Ｓ Ｉ ＮＣ ＮＤ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｏ ＲＮ Ｆ Ｘ ’ Ｎ ＵＮ Ｖ Ｓ Ｉ Ｏ Ｃ Ｅ Ｅ Ａ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ
预制定向裂纹水力压裂延伸数值模拟
文章编 号 ：１０ —５ ２２０ ）２０ ７—４ ０ ８０６（０６０ —１６０
预制定 向裂纹水力压裂延伸 数值模拟
孙可明，崔 虎 ，李成全
（ 辽宁工 程技 术大 学 力 学 与工 程科 学系 ，辽宁 阜新 １３ ０ ） ２０ ０
摘 要 ：针对 目 前水力压裂数值模拟对水力压裂裂纹的动态扩展的方向、路径、范围等动态参数研究较少的客观现实以及预制定向
ｃ ｍｅ ｔ ｌ ｏ ｅｉ ｏ ｄ ｔｅｌｗ ｆｃａ ｋｐ ｏ ａ ａ ｏ ｂ ｕ ｉ ｅｅ ｔ ｒｅ ｔｄａ ｇｅ ｙ ｔｍ ａｉａｌ ｔｄｅ ． ｅ ｎｅ ｗｅｌ ｒ ｓ ｏ ， ｄ ｂ ｇ ｈ ａ ｏ ｒｃ ｒ ｐ ｇ ｔ ｎａ ｏ ｔ ｆ ｒｎ ｉ ｎｅ ｎ ｌｓｉ ｓ ｓｅ ｔ ｌ ｓｕ ｉｄ ｉ ｄ ｏ ｓ ｃ ｙ
Ｎｕ ｒｃ ｌ ｉ ｌｔ ｎ ｏ ｒ ｐ ｇ ｔ ｎ Ｏ ｒｅ ｔ ｄ ｃ ａ ｋ ｍｅ ｉ ａ ｍｕ ａｉ ｆ ｏ ａ ａｉ ｆＯ ｉ ｎ ｅ ｒ ｃ ｓ ｏ ｐ ｏ
ｐ ｅａ ｒｃ ｔｄｉ ｙ ｒ ｕ ｉ ａ ｔ ｒｎ ｒ ｆｂ ｉａｅ ｈ ｄ ａ ｌ ｆ ｃｕ ｉ ｇ ｎ ｃｒ
Ｗ ｈ ｌ ｅ ｑ ａｉ ｆｃ ｍｅ ｔｄ ｗｅｌｏｅ ｉ ｏ ｏ ｄ ｗｏ ｃ ａ ｋ ｌ ｂ ｅ ｅｏ ｅ ｅｔ ａ ｏ ｔｅ ｍｉｉ ｕ ｉ ｔ ｕ ｔ ｏ ｅ ｎｅ ｌ ｒ ｓ ｎ ｔｇ ｏ ．ｔ ｒ ｃ ｓｗｉ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｖ ｒｉｌ ｔ ｈ ｎｍ ｍ ｅｈ ｌ ｙ ｂ ｌ ｃ ｐ ｎ ｉａ ｔ ｓ ｎ ｅｐ ｅａ ｒ ａｅ ｒｃ ｌ ｎ ｔ ｒ ｐ ｇ ｔ． ｅｓｕ ｙ ｏ ｅｅｐ ｏ ｌｍｓｉ ｅｙｉ ｐ ｒａ ｔ ｏ ｉ ｒ ｃｐ ｌ ｒ ｓａ ｄ ｔ ｒ ｆｂ ｃ ｔｄｃａ ｋｗｉ ｏ ｏ ａ ａｅ Ｔｈ ｔｄ ｎｔ ｓ ｒ ｂｅ ｓｖ ｒ ｓｅ ｈ ｉ ｌ ｐ ｈ ｍ ｏ ｎ ｒ ｔ ｆ ｏ ｒ ｏ ｎｒ ｅｆ ｃ ｅｔｅ ｒ ｎ ａｓ ｅａ ｐｉ ｖ ｌ ｆ ｈ ｃ ｎｑ ｅｏ ｙ ｒｕ ｉ ｒｃｕ ｅ ｕ ｕ ｔ ｔ ｐ ｒｅ ｔ ｈ ｏ ａ ｄｒｉｅｔ ｐ ｌ ｌ ｅ ｅｔ ｈ ｉｕ ｆ ｄ ａ ｌ ｆａ ｔ ｒ ． ｃ ｙ ｏ ｔ ｈ ｙ ｈ ｄ ｅ ｅ ｏｔ ｅ ｈ ｃ Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｅ ｔｄｃａ ｋ： ｈ ｄａ ｌ ｒｃｕ ｅ ｃａ ｋｐ ｏ ａ ａｉｎ： ｎ ｍｅ ｃ ｌ ｉ ｌｔ ｎ ｙｗｏ ｄ ： ｒ ｎｅ ｒｃ ｉ ｙ ｒｕｉ ｆａ ｔｒ ： ｒｃ ｒ ｐ ｇ ｔ ｃ ｏ ｕ ｒ ａ ｍｕａ ｏ ｉ ｓ ｉ
基于PPCZ模型的KGD水力压裂数值模拟
基于PPCZ模型的KGD水力压裂数值模拟赵瑜;何鹏飞【摘要】Pore pressure cohesive zone模型以Barenblatt裂尖黏聚力模型为基础,考虑了裂尖断裂过程区对裂缝扩展的影响,对模拟水力裂缝扩展问题具有一定优势.采用该数值模型对KGD水力压裂问题进行研究,验证了模型模拟KGD水力裂缝的能力,分析了裂尖断裂过程区及流体黏度μ对裂缝扩展的影响,揭示了排量Q0、黏度μ和注入时间t三者之间的联系.研究表明:①断裂过程区对压裂结果有较大影响,其内在原因是:随着裂缝刚度Knn的变化,缝内流体不同程度地渗透到裂尖断裂过程区,改变了裂尖断裂的难易程度和缝内流体压力的响应行为;②流体黏度增加导致缝内净压力和缝宽的增加、缝长的减小;③对于两种主控型水力裂缝,排量Q0、黏度μ和注入时间￡之间存在着内在联系:μQ0不变、Q0t不变情况下,最终可得相同的缝压、缝宽和缝长值;④相比于弹性状态,弹塑性状态下的岩体需要更高的缝内净压力,才能使得岩体开裂扩展.数值模型具有模拟不同类型水力压裂的能力.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2018(043)010【总页数】10页(P2866-2875)【关键词】KGD水力压裂;PPCZ模型;流体黏度;断裂韧性【作者】赵瑜;何鹏飞【作者单位】贵州大学土木工程学院,贵阳550025;重庆大学土木工程学院,重庆400045;重庆大学土木工程学院,重庆400045【正文语种】中文【中图分类】TD712.6作为一种制造裂缝与流体通道的技术，水力压裂被大量应用于石油与天然气开采领域。
另一些涉及水力压裂技术的领域包括:地应力测量[1-2]，地热能开采与利用[3]，核废料处置[4]，煤矿增透开采[5-6]，CO2地质封存[7]，预防和缓解煤层冲击地压[8-9]，岩浆与断层的相互作用[10]。
典型的水力压裂现象包含了4个重要的物理耦合过程[11-12]:① 裂缝中的流体流动;② 裂缝中的流体滤失;③ 由于流体作用导致的固体变形;④ 流体作用导致的固体裂尖扩展。
水力压裂裂缝三维扩展 ABAQUS 数值模拟研究
水力压裂裂缝三维扩展 ABAQUS 数值模拟研究张汝生;王强;张祖国;孙志宇;林鑫【摘要】油井岩石的水压致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程。
建立了水力压裂流体渗流连续性方程与岩石变形应力平衡方程，引入了二次正应力裂纹起裂及临界能量释放率裂缝延伸准则，考虑流体在裂缝面横向、纵向流动，采用有限元计算软件ABAQUS 中的 Soil 模块模拟岩石水力压裂的三维复合裂缝起裂与扩展。
通过其黏结单元设定裂缝延伸方向，编写用户子程序并嵌入 ABAQUS 主程序中，以确定初始地应力场、渗流场、随深度变化的孔隙度及随时间变化的滤失系数。
从数值模拟结果可以得到水力压裂泵注不同时刻裂缝几何形态、缝内压力分布、岩石变形及其应力分布、孔隙压力分布、压裂液滤失量以及压裂液流体特性、排量、上下隔层应力差、滤失系数等参数对裂缝几何尺寸的影响。
【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】4页(P69-72)【关键词】水力压裂;裂缝扩展;流固耦合;ABAQUS有限元;数值模拟【作者】张汝生;王强;张祖国;孙志宇;林鑫【作者单位】中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE319裂缝扩展几何形态是水力压裂设计中需要考虑的一个重要因素，对裂缝延伸范围的正确预测可以合理选择压裂施工参数，并对产能进行准确评估。
随着压裂优化设计技术的发展，压裂裂缝延伸数值模拟模型也从二维发展到拟三维，直到目前的全三维模型［1-5］。
对这些模型的数学求解大多采取有限差分格式，且计算过程中假设岩石为线弹性材料而不是弹塑性孔隙材料，这样必然与实际情况有较大偏差。
煤矿井下定向钻孔水力压裂岩层控制技术及应用
煤矿井下定向钻孔水力压裂岩层控制技术及应用随着煤矿采掘深度的加深，煤与矸石间的岩层压力越来越大，岩层破坏和顶板事故的风险也随之增大，严重影响了采煤的安全和效益。
井下定向钻孔水力压裂技术是目前防治岩层破坏和顶板事故的一种较有效的方法之一。
本文以某煤矿为例，介绍井下定向钻孔水力压裂技术及其应用。
一、定向钻孔的准备工作1.钻孔设备准备为保证钻孔的定向性和精度，应选择适合的钻孔设备，其工作性能稳定、生产能力大。
一般可选择射流钻头等设备。
2.现场勘测井下岩层勘测工作是保证钻孔定向精度的关键。
应对煤层厚度、含沙岩层、断层等地质条件进行综合考虑，选取适宜的钻孔位置和钻孔方向。
二、水力压裂工作1.水射压力设定根据现场钻孔的情况、岩层的物理力学性质和压力状态，对水射压力进行设定，一般情况下水射压力应在10MPa-20MPa之间。
2.水泵选用需要选择一台功率大、排量大、压力高、稳定可靠的水泵设备，根据水射压力的不同进行调节。
3.水射管的安装在控制区域内选择钻孔位置，安装水射管，定向孔径一般为φ50mm，孔深一般为160m-320m之间。
钻孔安装完毕后，按照孔深进行龙骨式管道的安装。
4.水力压裂材料的准备现场要充分准备水力压裂的材料，材料应具有压力和韧性，能固化和嵌填裂缝。
（1）进水：将水泵调整到设定的水射压力，将水从水射管注入到岩层内。
（2）压裂：在确定的压力下，用水力破碎机使岩层发生裂缝，使水流沿裂缝深入到岩层中。
（3）压裂液固化：在裂缝中注入固化液，使其形成固体体系，填充已裂缝道。
（4）检验：在压裂完毕后，进行钻孔侧壁的核查，若发现裂缝未充满，可采取补缝方法。
三、应用效果通过某煤矿的试验，井下定向钻孔水力压裂技术表现出了良好的效果，有效地控制了岩层破坏和顶板事故的发生。
同时还对矿井的正常生产和经济效益起到了积极的作用。
综采工作面坚硬顶板水力压裂技术
２ ｏ ３ ． ５ Ｏ 一 ３ ． １ ０ 圈 １ ５ 号煤： 黑色， 半金 属光泽， 亮煤为主， ８ ４ １
．
２ ｌ ５
＼
含一层０ ． ３ ５ ｍ 较稳 定夹矸
０ ＿ ２ Ｏ 一 １ ｌ ３ ０ ２ ｏ ４ ． ５ ４ 窝 。 ｛ Ｏ ． ７ Ｕ 泥岩：黑色，含植物化石及星散状黄铁矿
总第 １ ７ ５期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５— ２ ７ ９ ８ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ １ ２
综 采 工 作 面 坚 硬 顶板 水 力 压 裂 技 术
赵 学斌
（ 晋城 无烟煤矿业集 团公 司 凤凰 山矿 ， 山西 晋城 摘 ０ ４ ８ ０ ０ ７ ）
１ ． １ ５ － ４色 ／
— １ 一 ／
砂质泥岩 ： 灰黑色， 致密眭脆 ，含黄铁矿 石灰岩 ：灰色 含方解 石脉
，
砂质泥岩 ：灰黑色，含黄铁矿
１ 工作 面概况
Ｘ Ｖ ４ ３ ０ ６综 采工 作 面采 用 倾 斜 长 臂 采煤 法 进 行 回采 ， 工作 面长 度为 １ ７ ６ ｍ， 可 采长 度 ５ ３ ３ ． ７ ｍ， 工作 面煤层 倾角 ２ １ ４ 。 ， 平均 ７ ｏ ， 属 近水 平煤 层 ， 煤层 厚 度平 均 ２ ． １ ５ ｍ， 变异系数为 ３ ０ ％， 可采指数 １ 。煤 体 呈黑 色 ， 半金 属光泽 ， 亮 煤为 主 ， 含 一层 ０ ． ２ ８ ｍ厚 的较稳 定夹 矸 。 图 １ 所示为 Ｘ Ｖ ４ ３ ０ ６综 采 工 作 面综 合 柱状 ， 该工作面无伪顶 。 直接顶为 Ｋ １石 灰 岩 ， 岩 层 厚度 ８ ． ２ ６～ ９ ． ８ ４ ｍ。 平均为 ９ ． ２ ８ ｍ． 深灰 色 ， 致密
我国煤矿开采的技术的创新
浅论我国煤矿开采的技术的创新摘要：在当今经济科技高速发展的新形势下，掌握煤矿开采技术将成为综合竞争中取得胜利的关键因素，我国煤矿开采应重点研究7个技术领域，在此基础上，对我国煤矿开采工艺和技术的发展创新方面做了探讨。
关键词：煤矿开采技术创新随着社会经济技术的进一步发展，在煤炭开采方面开采技术将成为国家煤炭工业长期发展的战略要素。
中国煤矿开采必须立足于煤炭开采技术的前沿，立足于煤炭工业工程实际问题的解决。
只有站在产业技术的发展前沿，拥有自主知识产权及煤矿开采技术配套装备为主导的核心技术，才能占领煤炭行业的制高点。
我国煤矿开采应重点研究的7个技术领域：采煤方法和工艺，深矿井开采，“三下”采煤，减少矸石排放的开采技术，围岩控制技术，小煤矿技术改造和机械化开采技术以及地下气化技术。
下面就煤矿开采技术创新方面作以下前要探讨。
1.采煤方法和工艺创新主要方向现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，使采煤技术与现代高新技术相结合，在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立一整套系统的采煤工艺理论。
我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用水平和理论研究的深度和广度都也在不断提高。
开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高产高效高安全性的矿井开采技术。
它以提高工作面单产和生产集中化为核心，提高生产效率和经济效益为目标，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。
1.1 开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。
硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。
硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。
基于马兰矿坚硬顶板的水力压裂技术试验研究
时解决端头悬顶治理和动压巷道的控制问题.
图 ３ 水力压裂 “端头悬顶治理 ＋ 动压护巷” 的控制原理
２
２ 顶板水力压裂技术工艺
水力压裂的工艺原理如图 ４ 所示.水力压裂系
统主要包括高压系统 (泵 ＋ 水箱 ＋ 高压胶管 ＋ 电控
箱)、送装杆、 封 隔 器、 水 压 裂 监 测 系 统. 施 工 流
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基于马兰矿坚硬顶板的水力压裂技术试验研究
王浩鹏
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山西西山煤电股份有限公司马兰矿 ８ 号煤层的
水力压裂技术在防冲矿井中的应用与研究
水力压裂是指裂纹由于其内部液体压力的作用而 开裂并扩展的过程，由于应用领域的不同，有时也称 作 “水压 致裂 ”或 “水 力 劈 裂”。水力 压 裂 技 术 广 泛 应 用于石油、天然气或地热的开采及增产、放射性废物 的处置、地应力的测量等领域。水力压裂技术对煤矿 坚硬顶板的控制有着非常明显的效果，主要表现在压 裂和软化两个方面，从而削弱顶板的强度和整体性， 使采空区顶板能够分层分次垮落，缩短初次来压和周 期来压步距，达到减小或消除坚硬难垮顶板对工作面 回采危害的目的。红阳三矿 1208 工作面进入上部 7 号 煤层遗留煤柱时，应力程度较高，需采取一定的卸压 措施，降低其应力程度，保证安全生产，因此研究采 用水力压裂技术进行卸压。
Application and Research of Hydraulic Fracturing Technology in Anti-burst Mines
LIU Shuwen
(Coal Division, Liaoning Energy Industry Co., Ltd., Shenyang 110122, Liaoning, China)
工作面临空巷道紧邻 1206 工作面采空区，上方为已回
采 7 号煤层，层间距约 65 m，顶板完整性较差，启裂
压力按定向水压致裂计算。计算公式如下：
P1=1.3(滓1+Rt)，
(1)
式 (1) 中 ， P1 为 定 向 水 压 致 裂 所 需 启 动 压 力 估 算 值 ，
界系统组符 号序 号
岩石 名称
柱状 图
厚度/ 倾角/ m (毅)
岩性描述
1 细砂岩
7.6 4 中夹薄层泥岩，泥岩中含植物化石碎片
2 泥岩
二山
坚硬顶板定向水力致裂影响因素数值分析
陈 窦 轶平 ， 林名２杜 涛涛２贺 虎２杨 ， 建武
（ ． 同煤 业 股 份 有 限 公 司 ，山 西 大 同 １大
０ ７ ０ ； ． 国矿 业 大 学 煤 炭 资 源 与 安 全 开 采 国 家 重 点 实 验 室 ， 苏 徐 州 ３０３ ２ 中 江
２ １０ ） ２ ０ ８
摘 要 ： 采用 Ｆ ＡＣｏ． Ｌ ２ ０数值 模 拟软 件 ， 析 了影 响 尖端 应 力 集 中的影 响 因素 ， 括埋 深 、 ５ 分 包 初
２１ ０ ０年第 １ 期
Ｎｏ ．１ ２ ０ ０ｌ
煤
炭
科
技
１ ７
ＣＯＡＬ Ｓ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＩ ＭＡＧＡＺＩ ＮＥ
文章 编 号 ： ０ ８ ３ ３ （ ０ ０） １ ０ — ７ １ ２ １ Ｏ卜０ ７ ０ ０１ — ３
坚 硬 顶 板 定 向 水 力 致 裂 影 响 因素 数 值 分 析
石 内部 的压力 急剧 下 降 ， 不使破 裂 面扩展 而
１ ８
煤
炭
影 响坚硬 顶板水 力致 裂 的主要 因素分 为不 可控 因素 （ 如顶 板岩 性 、 板埋 深 ） 可 顶 及 控 因素 （ 注水 压 力 、 始 裂缝 的直 径 及 角度 等 ） 如 初 在 现场 实践 中可通 过控制 可控 因素实 现预想 的致裂 效 果 因此 ． 取数值 模拟 方法对 主要 因素进 行模拟 分 采 析． 获得各 因素对 起裂 的影响关 系 ． 为现场 实践进 一
到很 多难 题 ． 主要 原 因是 国 内的地质 条件 复杂 ． 所需
力． 而拉 应力 的 大小受 初 始裂缝 的 直径 和角度 影响 ． 应 力集 中程 度 同初始 裂缝 的直 径和 角度 具有 一定 的
基于ABAQUS的水力压裂数值模拟
基于ＡＢＡＱＵＳ的水力压裂数值模拟陈 骏，许 鸿（中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京 １０００８３） 摘 要：煤层气井的煤岩水力致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程，通过ａｂａｑｕｓ中的ｓｏｉｌ模块，采用ｃｏｈｅｓｉｖｅ单元并结合现场实测数据建立了煤岩水力压裂三维裂缝扩展和起裂模型。
使用最大正应力准则作为裂缝起裂准则，引入无量纲因子Ｄ作为裂缝的扩展准则，考虑了压裂液在ｃｏｈｅｓｉｖｅ单元中的切向以及上下表面的流动并给出了相应的流体方程。
数值模拟结果表明：裂缝的最宽处在裂缝的中部，裂缝宽度沿着缝高上下减小，横截面为椭圆形，这一裂缝形态与经典压裂模型ＰＫＮ模型基本一致；沿着缝长方向上，孔隙压力几乎不变，垂直裂缝方向上有着较大的孔隙压力梯度；裂缝在扩展初期裂缝宽度和高度迅速增大；在裂缝扩展初期，裂缝只会在目标层中扩展，在缝高保持不变缝长延伸到一定程度时，缝高开始变化，突破上下隔层，不利于缝高的控制以及压裂效果的改善。
关键词：ａｂａｑｕｓ；水力压裂；ｃｏｈｅｓｉｖｅ单元；裂缝扩展 中图分类号：ＴＥ３７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０２０）０２—００４６—０３ 针对水力压裂这一内容国内外学者进行了大量的研究，并发展出一些经典的水力压裂力学模型，例如二维模型：ＫＧＤ模型，ＰＫＮ模型，Ｐｅｎｎｙ－ｓｈａｐｅ模型等，拟三维模型以及全三维模型等。
在经典理论模型中，岩石骨架被简化为不可渗透的线弹性体。
很显然，水力压裂过程是多孔介质下流固耦合的过程，孔隙中的渗流以及压力是不可忽略的。
对于这种流固耦合问题有限元软件可以很好地实现，张汝生等［１］基于多孔介质的流固耦合作用、考虑了流体的切向以及法向流动，利用ａｂａｑｕｓ建立了三维有限元模型，研究了裂缝的扩展规律以及孔隙压力分布。
连志龙等［２］采用临界应力准则，建立了流固耦合的有限元计算模型，分析了影响裂缝扩展的因素。
张劲等［３］利用ａｎｓｙｓ软件分析了水平缝缝间干扰问题。
布尔台煤矿坚硬顶板定向长钻孔水力压裂研究
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l, ２０２３, ４９ (S２ ): １６４ － １７０
DOI: １０
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布尔台煤矿坚硬顶板定向长钻孔水力压裂研究
曹 军１,赵 明１,高 龙２
(
１
国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿,内蒙古自治区鄂尔多斯市,０１７２０９;
布尔台 煤 矿 ４ ２ 煤 层 一、 二 盘 区 埋 深 平 均
３７７ m,局部超过 ４００ m,上 覆 ７０ m 左 右 为 ２２ 号
煤层采空区,遗留煤柱应力集中.自 ４２１０５ 工作面
综放工作面端头悬顶水力压裂治理技术研究
2021年第46卷第3期Vol. 46 No.3能源 与管理Energy Technology and Management88doi:10.3969/j.issn.l672-9943.2021.03.033王宇星123（1.中煤科工开采研究院有限公司，北京100013；2 .天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013；3.煤炭科学研究总院开采研究分院，北京100013）［摘 要］为解决王家岭煤矿综放工作面端头悬顶难垮问题，依据顶板岩层力学性质和赋存特征,采用数值模拟手段研究综放工作面矿压显现规律，揭示综放工作面端头悬顶机理 并提出相应的治理技术。
研究结果表明：水力压裂可定向压裂顶板岩层，从而削弱顶板 的强度及完整度,使采空区顶板分层分次垮落，缩短初次来压和周 来压 ，端头悬顶面积小于10 减小甚至消除了坚硬难垮顶板给工作面安全回采带来的威胁。
［关键词］综放工作面；水力压裂;端头悬顶；数值模拟;矿压显现［中图分类号］TD327.2 ［文献标识码］B ［文章编号］）672-9943（202） ）03-0088#030引言煤炭资源的利用和开发对于社会发展具有极 其重要的意义，在煤炭资源回采过程中，工作面端头区域岀现大面积悬顶,给矿井安全生产带来极大 安全隐患。
水力压裂在坚硬顶板控制方面具有经济 实用、安全有效、适应性强（如高瓦斯矿井）等特点，煤矿坚硬顶有效。
⑴对方顶板进行分析，考察 效，对同工程 ，具有 的考和2顶板的 性，对坚硬顶板的 性进行分析， 岀顶板来压 采 顶板⑶采工作面坚硬顶板悬顶，在工作面进行 水力压裂 ，工作面坚硬顶板 端头悬顶有效。
对 煤矿具工程，开展 工作面 头悬顶水力压裂， 水力压裂在煤矿顶板 中 应用 。
1工程背景王家岭煤矿主采的2#、10#煤层为全区稳定可采煤，煤大， 在3。
〜5。
,煤顶板，对 ，水，开 。
，煤层接顶岩多泥岩、粉砂岩， 顶岩 中细粒砂岩，底板岩 多 粉砂岩、泥岩。
陕北煤矿坚硬顶板井下分段水力压裂技术研究与应用
陕北煤矿坚硬顶板井下分段水力压裂技术研究与应用
郭铭;来甲;许聪;张扬
【期刊名称】《内蒙古煤炭经济》
【年(卷),期】2024()8
【摘要】国内外传统水力压裂钻孔采用垂直顶板布置方式,存在切眼在安装前离层冒落的安全隐患。
本研究提出了陕北矿区的煤层坚硬顶板井下分段水力压裂技术,
通过该技术可以消除或减弱坚硬顶板的悬臂结构,从而使坚硬顶板的强度得以弱化,
提升矿井工作面顶板的治理和管理水平,从而提高矿井工作面回采效率并降低成本。
【总页数】3页(P145-147)
【作者】郭铭;来甲;许聪;张扬
【作者单位】陕西省煤层气开发利用有限公司榆林分公司
【正文语种】中文
【中图分类】F406.3;TD327.2
【相关文献】
1.上社煤矿15310工作面坚硬顶板水力压裂技术研究与应用
2.煤矿坚硬顶板分段
水力压裂防冲效果监测与评价3.分段水力压裂弱化采场坚硬顶板围岩控制技术研
究4.坚硬顶板水力压裂切顶卸压技术研究及应用5.坚硬顶板水力分段压裂切顶留
巷技术及应用研究
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厚硬顶板定向水力压裂数值模拟研究
（山西煤炭运销集团野川煤业有限公司，山西晋城
048408）
冯新庆
【摘
要】本文针对厚硬顶板难以自行垮落等问题，提出采用定向水力致裂技术处理。
对定向裂隙的起裂机理、
水在定向裂缝中的渗流特点进行了理论分析，同时对定向切槽钻孔和未切槽钻孔中，裂缝的扩展演化过程进行了数值模拟研究，研究结果具有一定的参考价值。
【关键词】定向水力致裂；裂缝扩展；数值模拟【中图分类号】TD713+.33
【文献标识码】A
【文章编号】2096-4102（2019）04-0035-02
开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：
·煤电技术研究·
收稿日期：2019-01-03
作者简介：冯新庆（1977—），男，山西高平人，山西煤炭运销集团野川煤业有限公司工程师。
2019年8月
第32卷
第4期
山西能源学院学报
Journal of Shanxi Institute of Energy
Aug.，2019
Vol.32
No.4
随着开采规模、开采强度的加大，煤炭安全事故频繁产生。
其中，在坚硬顶板中，由于顶板难以自行垮落，往往会出现顶板大面积悬空现象，顶板一旦垮落，极易造成压架、飓风伤人、瓦斯超限等问题。
采用水力压裂的技术能够有效解决上述问题。
采用定向水压致裂技术，使岩层按照预定方向破裂，从而对岩层的破坏进行控制。
1水压致裂裂缝起裂机理
煤岩层本身为不均匀介质，煤层内存在许多原生裂隙，在外力的作用下，会产生许多新生裂隙，两种裂隙均会影响钻孔周围的应力分布，采用水力压裂时，起裂部位首先发生在裂隙存在的部位。
裂隙存在开型和闭型两种类型，当进行是水压致裂时，高压水进入裂缝中，首先作用于开型裂缝靠近钻孔的一端使其扩展；当水充满裂缝后，在水压和岩石围压的共同作用下，裂缝尖端发生破裂。
对于闭型裂缝，在高压水的作用下发生破裂，转化为开型裂缝，进而发生扩展。
2定向裂隙内高压水渗流特点
煤体在进行水压致裂前，内部存在许多原生裂隙，这些孔裂隙用于水、气体的储存、运移等。
对煤层进行定向水力压裂，在钻孔内开切槽，形成定向裂缝，向钻孔内注入高压水后，定向裂缝成为高压水的主要渗流通道，同时以此为中心，向四周扩散，使煤层内封闭的原生裂隙扩展，并产生许多新的次生裂隙。
在宏观上，对煤层进行高压注水后，水在其中
的渗流主要表现为三个部分：距离钻孔最近的区域，高压水对煤体进行改造，使其原生裂隙扩展，并产生许多新生裂隙，煤体内部水渗透空间增加；定向裂缝中间部位处，水仅在原生裂隙中渗流；在定向裂缝远端，在毛细管力的驱动作用下，水在原生裂隙内迁移。
3裂缝扩展数值模拟研究
根据定向水力致裂的原理，采用RFPA 模拟软件对煤层裂隙扩展进行数值模拟，分析定向水力致裂对煤层裂隙扩展的作用效果。
3.1模型建立
因为只研究裂缝的扩展规律，所以建立二维平面应力模型，模型大小为2000mm ×2000mm ，单元划分个数为400×400，采用Weibull 对其力学参数进行赋值。
钻孔位于模型的正中央，直径取为60mm 。
模型初始水压力为2MPa ，水平方向加载围压设为10MPa ，垂直方向加载围压设为13MPa ，高压注水压
力增值为1MPa/步。
分别建立无切槽和有切槽的计算模型，如图1所示。
模型其他参数见表1。
图1定向水压致裂模型示意
图
（a ）无切槽（b ）有切槽
35
表1模型参数表
参数参数值参数参数值弹性模量E （MPa ）2800摩擦角（毅）32黏聚力（MPa ）2泊松比0.32孔隙率（%）0.35密度
（kN/m 3）1260渗透系数
（m/d ）
0.005
孔
隙压力
（MPa ） 1.0
3.2
模拟结果分析
根据数值模拟
过程，
通过利用水压力的分布演
化
过程，对比分析无切槽和有切槽两种情况下煤体破碎裂缝扩展过程，如图2、3所示。
（a ）step=01（b ）step=12
图2未切槽钻孔水压力分布演化图
（d ）step=48
（c ）step=16（b ）step=05
（a ）step=01（d ）step=16
（c ）step=12图3切槽钻孔水压力分布演化图
未切槽时，钻孔内部存在应力集中现象，严重影响了煤层的渗透性，短时间内很难出现裂隙。
随着注水压力的增加，钻孔周围慢慢出现了一些微小的裂纹，随着时间的推移，裂隙不断产生和扩展，在水压作用下，逐渐出现较大的宏观裂缝。
同时，裂缝相互贯通，出现两条主裂缝，周围出现裂缝网，裂缝扩展方向不易控制。
在切槽钻孔内，由于切槽作用，钻孔周围应力集中区遭到破坏，使得煤层渗透性大大增加，在切槽顶端迅速出现大量的孔裂隙。
在注水压力的作用下，裂缝逐渐扩展、延伸并相互贯通，形成较大的裂缝。
随着注水压力的增加，裂缝与钻孔相互贯通，同时形成许多裂缝群，大大提高了煤层的渗透性。
通过对比分析可知，相比于未切槽的钻孔，切槽钻孔在采用水力压裂后，裂隙发育速度更快，同时裂缝的扩展方向更容易控制，所需要的注水压力值也较小。
所以，采用定向水压致裂技术，能有效达到控制煤层破坏的效果，提高煤层的渗透性和产
量。
4结论
文章分析了岩石水力压裂裂隙的起裂机理以及高压水在定向裂缝中的渗流特点，同时对裂缝的扩展演化过程进行了数值模拟研究，得出与未切槽钻孔相比，切槽钻孔的裂缝起裂所需的时间更短，起裂压力更小，同时在一定范围内，可对裂缝的扩展方向进行控制，形成了较多的裂缝，对岩石的破坏作用效果更好。
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冯新庆：厚硬顶板定向水力压裂数值模拟研究
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