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煤体结构与煤层结构对压裂裂缝的影响

煤体结构

煤层压裂效果的好坏直接影响煤层气井的产气效果。认识煤层气井水力压裂裂缝的方位、形态、规模及支撑剂充填特征对于评价煤层气井压裂效果，优化压裂工艺具有重要的影响（杨焦生等，2017；Wu et al., 2018）。微地震法是当前监测压裂裂缝展布特征，评价压裂效果较为可靠且最常用的手段（段银鹿等，2013；Al-Busaidi et al., 2005; Swiech et al., 2017）。然而，微地震法尚无法对压裂裂缝的宽度、壁面形态以及内部充填物进行监测和识别，且信号识别存在着一定的误差（单学军等，2005；Grechka et al., 2011）。近年来，随着煤炭开采范围的拓展延伸，越来越多的煤矿区煤层气地面井在煤炭开采过程中被开挖揭露，通过井下观测，可以直接肉眼观测压裂支撑裂缝走向、长度、高度、宽度，以及裂缝内部充填特征。这从另外一种角度为深入认识煤层气井压裂支撑裂缝展布特征，评价压裂效果提供了一种有效方法（何骏铧等，2014；陈立超等，2015；李瑞等，2020）。然而，目前国内外尚未对压裂裂缝充填煤颗粒形态、大小、分布特征及其对裂缝导流能力影响等方面进行详细的研究。
为了充分认识煤体结构与煤层结构对水力裂缝展布的影响，作者以山西晋城矿区为例，煤矿井下对采煤过程中开挖揭露的水力压裂裂缝、煤体结构以及煤层结构进行了原位追踪观测，在此基础上分析了煤层气井压裂裂缝形态特征的地质影响因素。