В Китае первоначально создана демонстрационная база для глубинного угольного метана, которая постепенно вступает в важную стадию масштабной разведки и разработки. Этот прорыв принес новую надежду и вызовы в энергетической области. По мере углубления разработки традиционные трёхмерные статические модели показывают ограничения в прогнозировании динамической эволюции напряженно-деформационного состояния при сильной неоднородности коллекторов при массовом гидроразрыве пласта в горизонтальных скважинах. В связи с этим в исследовании на примере глубинных угольных пластов участка Даньнин — район Цзи рассматривается динамическое напряженное поле при гидроразрыве коллектора. Используется интегрированная геолого-инженерная модель сети трещин гидроразрыва коллектора угольного метана для моделирования процесса гидроразрыва на платформе горизонтальной скважины с комплексным учетом геологических условий и инженерных факторов, что позволяет более реалистично отражать фактическую ситуацию. Исследование динамического напряженного поля массого гидроразрыва на горизонтальной платформе скважины S проводится с учетом времени как масштаба. Результаты показывают, что после многократного наложения индуцированных напряжений от гидроразрывов текущие распределения напряжений значительно изменились. Для точного количественного определения этого влияния введен ключевой показатель коэффициента различия главных горизонтальных напряжений — отношение двух направлений горизонтальных напряжений. При приближении параметра к 1 достигается оптимальный эффект гидроразрыва. Моделирование показывает, что диапазон коэффициента различия главных горизонтальных напряжений в зоне после разрыва постепенно снижается с 1,15~1,25 до 1,05~1,15, в большинстве областей вокруг скважины данный коэффициент менее 1,10, что свидетельствует об эффективном гидроразрыве масштабных горизонтальных скважин. Результаты исследования дают не только более разумный метод моделирования массового гидроразрыва глубинных угольных пластов, но и научное основание для оптимизации проектирования гидроразрыва и повышения коэффициента извлечения угольного метана. Интегрированный геолого-инженерный подход позволяет точнее прогнозировать и оценивать изменения динамического напряженного поля в процессе гидроразрыва, что способствует управлению операциями гидроразрыва в реальном производстве.

глубинный угольный метан;масштабный гидроразрыв;динамическое земное напряжение;горизонтальная скважина;исследование напряженного поля