수평정 수압파쇄 균열 전파 시뮬레이션
연약하고 투수율이 낮은 석탄층의 석탄층 메탄을 개발하기 위해 지붕층에 수평정을 배치할 때, 수압 균열이 지붕층에서 시작하여 석탄층으로 전파되는지가 핵심 과제입니다. 본 연구는 15개의 인공 파쇄 시편을 이용한 진정한 삼축 물리 시뮬레이션 실험을 통해 현장 응력 체제, 석탄-지붕 경계면 강도, 지붕 암석의 역학적 특성이 수압 균열의 층간 전파에 미치는 영향을 탐구했습니다. 실험 결과, 주향 이동 단층 응력 체제에서 층간 전파 성공률이 가장 높고 평균 균열 개시 압력이 가장 낮았으며, 정단층 응력 체제가 그 뒤를 이었습니다. 반면 역단층 응력 체제는 균열의 수직 전파를 크게 제한하는 것으로 나타났습니다. 또한, 고강도 석탄-지붕 경계면은 수직 균열 전파를 촉진하고 균열 개시 압력을 낮추는 효과가 있었습니다. 고강도 지붕 암석은 안정적인 수직 균열 확장을 돕는 반면, 미세 결함이 있는 저강도 지붕 암석은 개시 압력을 증가시켰습니다. 이 세 가지 지질학적 요인은 균열 전파에 대해 계층적이고 복합적인 제어를 가합니다. 현장 응력은 균열 전파 방향을 결정하고, 석탄-지붕 경계면은 지층 경계면에서의 균열 분기를 제어하며, 지붕 암석의 역학적 특성은 유도된 균열망의 복잡성을 조절합니다. 고품질 저류층 자극을 위해서는 주향 이동 또는 정단층 응력 체제, 고강도 석탄-지붕 경계면, 그리고 적합한 지붕 암석 유형을 가진 목표 구역을 우선적으로 고려해야 합니다.