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摘要
在煤系地层多储层合层勘探开发中，准确评价多储层地应力状态以及明确合压裂缝扩展规律具有重要意义。为此，以煤层气井M井为例，结合地球物理测井和一维力学模型，计算了本溪组煤系地层地应力状态和岩石力学参数，基于格子方法建立了考虑煤层和砂岩层合层压裂数值模型，重点探究了射孔位置和排量对合压裂缝扩展规律的影响。研究表明：(1)本溪组煤层地应力类型为正断型地应力，由于水平差应力系数大于0.25且水平差应力较大，压裂时容易形成垂直裂缝；(2)射孔位置显著影响煤系地层合压裂缝形态，当射孔位置在煤层顶界面时，煤层和砂岩层的裂缝面积之和，以及有效裂缝面积比最大，为最优射孔位置；(3)同样注入液量条件下，当射孔位置在煤层中部时，低排量能够降低合压裂缝向下部泥岩层的扩展，显著提高有效裂缝面积比，但低排量不利于在中部煤层和上部砂岩层形成大面积的改造裂缝，需要结合实际条件综合优选排量。研究成果可为典型软硬岩体互层的煤系储层合层压裂施工参数优化提供理论指导。
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单位建筑工程学院; 同济大学; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 土木工程学院; 中国地质科学院地质力学研究所; 岩土及地下工程教育部重点实验室; 中国矿业大学（北京）
