煤层顶板水平井分段多簇穿层压裂数值模拟

煤层顶板水平井分段压裂技术是实现碎软低渗煤层煤层气高效抽采的有效技术。文中基于流-固耦合原理，考虑分段多簇压裂时缝间应力干扰作用和射孔簇裂缝间压裂液动态分配，建立三维裂缝穿层扩展计算模型，研究了多簇射孔条件下裂缝动态延伸情况。结果表明：单簇射孔压裂形成的裂缝半长和宽度均较大，且裂缝尖端位于煤层顶板内，顶板内裂缝向前延伸后，由高应力顶板向低应力煤层中穿层扩展；三簇射孔条件下，当射孔簇间距小于15 m或压裂液排量低于8 m³/min时，中间裂缝不能获得有效的压裂液分配而发育不充分；对于煤层顶板水平井，射孔簇增多会导致压裂液分流，部分射孔簇将无法形成有效裂缝或无法穿层扩展，导致射孔簇效率降低。因此，对于多簇施工，应综合考虑压裂液排量、簇间距，以促进裂缝均匀扩展。研究成果可为煤层顶板水平井分段压裂施工优化设计提供依据。