摘要：为了探索水力压裂条件下由软煤、软顶和软底构成的特殊地质体（简称＂三软＂煤层）裂缝的扩展规律,以及压裂后储层的裂隙分布特征,结合河南焦作煤层气田的注水压裂试验,基于PKN模型的裂缝宽度假设与裂缝流动的摩阻压降规律,着重考虑软煤裂隙中压裂液的滤失因素,构建了水力压裂条件下＂三软＂矿区碎裂煤的裂缝扩展模型与渗透率计算模型,并运用地震实测法和渗透率反演计算法分别进行了验证。研究结果表明,实际施工条件下试验区二_1煤层压裂后的裂缝几何特征大致相同,长度分布区间为81.85~139.23m,平均为100.41m;最大裂缝宽度区间为24.83~32.78mm,平均为27.32mm,裂缝长度与地震实测结果基本一致。应用裂缝渗透模型,进一步计算得到压裂后煤储层的渗透率一般在（9.21~86.61）×10^-3μm^2之间,平均为31.63×10^-3μm^2。与后期排采结果所得到的储层渗透率反演值相对比,二者基本吻合。由此可见,压裂改造后的煤储层的渗透率得到显著提高,裂缝扩展与裂缝渗透模型皆可应用于指导＂三软＂矿区的压裂抽采实践与产能预测。

关键词：水力压裂 裂缝扩展模型 裂缝渗透模型 渗透率反演 

单位：郑州大学水利与环境学院; 河南郑州450001; 河南省煤田地质局; 河南郑州450053; 河南省能源钻进工程技术研究中心; 河南郑州450053