东 振， 刘亚东， 鲍清英， 张 义， 陈姗姗

( 1. 中国石油勘探开发研究院 廊坊分院，河北 廊坊 065007； 2. 中国矿业大学 资源与地球科学学院，江苏 徐州 221008 )



基于断裂力学的煤层气井破裂压力计算方法

东 振1， 刘亚东2， 鲍清英1， 张 义1， 陈姗姗1

( 1. 中国石油勘探开发研究院 廊坊分院，河北 廊坊 065007； 2. 中国矿业大学 资源与地球科学学院，江苏 徐州 221008 )

为了提高煤层气井破裂压力预测精度，运用断裂力学理论推导裂缝性地层破裂压力计算公式，结合分形岩石力学理论建立裂缝性地层破裂压力解析模型，提出一种实用的破裂压力计算方法.结果表明：在非均匀地应力下，煤岩井壁更易沿最大水平主应力方向起裂，解析模型与传统模型在表达形式上具有统一性和更广泛的适用性.煤岩裂缝具有分形特征，分形效应提高岩石阻碍裂缝扩展的能力，当分形维数越大、相似比越小时破裂压力越大.在不同裂缝状态下，缝长对破裂压力的影响规律不同，当裂缝长度较小时破裂压力随裂缝长度增加而迅速减小；当裂缝长度增加到一定数值后，闭合裂缝破裂压力随缝长增加而增大，开启裂缝破裂压力随缝长增加而减小并趋于定值.郑庄地区5口煤层气井实例计算表明：该计算方法预测的破裂压力误差在10%以内，破裂压力对缝长变化特别敏感，合理确定裂缝长度对准确预测破裂压力尤为重要.

破裂压力； 断裂力学； 分形几何； 有限元； 煤层气

0 引言

煤岩中大量发育的自生割理，使得……