投稿网址：ｗｗｗ．ｓｔａｅ．ｃｏｍ．ｃｎ２０２３年第２３卷第１７期２０２３，２３（１７）：０７３１０⁃０７科学技术与工程ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩＳＳＮ１６７１—１８１５ＣＮ１１—４６８８／Ｔ引用格式：巩泽文．基于ＲＦＰＡ⁃３Ｄ的煤层钻孔水力压裂裂缝扩展规律数值模拟［Ｊ］．科学技术与工程，２０２３，２３（１７）：７３１０⁃７３１６.ＧｏｎｇＺｅｗｅｎ．ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｌａｗｏｆｃｏａｌｓｅａｍｄｒｉｌｌｉｎｇｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＲＦＰＡ⁃３Ｄ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈ⁃ｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２３，２３（１７）：７３１０⁃７３１６.基于ＲＦＰＡ⁃３Ｄ的煤层钻孔水力压裂裂缝扩展规律数值模拟巩泽文（中煤科工西安研究院（集团）有限公司，西安７１００７７）摘要水力压裂裂缝的几何形态是评价压裂效果的主要因素，煤层受割理、层理和天然裂隙的影响，非均质性较强，对于垂向主应力、最大水平主应力和最小水平主应力共同影响下的煤层水力压裂缝扩展规律还未形成系统认识。利用ＲＦＰＡ⁃３Ｄ数值模拟软件，研究非均匀分布的硬煤层和软煤层，在垂向主应力不变，不同水平主应力差下水力压裂三维裂纹的扩展过程和延伸规律，研究发现硬煤层水平主应力差接近时，水力压裂缝在煤层中延伸没有优势方位，形成网状缝；水平主应力差较大时，水力压裂缝主要沿最大水平主应力方向扩展，其他分支裂缝初始阶段沿着最小水平主应力方向延伸，随后逐渐向最大水平主应力方向靠拢。软煤层水力压裂初始阶段，注入段附近煤层以井筒为中心向四周挤压，煤层被挤压形成一个“大肚子”区域，待煤层挤压到一定程度，煤层开始起裂、裂缝扩展；水平主应力差接近时，注入段煤层压实后，起裂形成网状缝；水平主应力差较大时，注入段煤层压实后，压裂缝沿最大水平主应力方向以及与最大水平主应力方向成４５°夹角方向产生两条优势裂缝。研究成果在安徽芦岭井田Ｙ⁃０１煤层气水平井组进行应用，日产气突破１００００ｍ３。关键词ＲＦＰＡ⁃３Ｄ；数值模拟；硬煤层；软煤层；地应力；裂缝扩展；压裂工艺中图法分类号ＴＥ３７７Ｐ６１８.１；文献标志码Ａ收稿日期：２０２２⁃０３⁃１５；修订日期：２０２３⁃０３⁃２７基金项目：天地科技股份有限公司科技创新创业资金专...
