立足煤系储层综合改造技术发展方向，针对煤层及顶底板岩石力学特性和储层特性等， 探究了间接压裂技术的关键参数影响机制和裂缝扩展规律。
1）通过拟三轴压裂物理实验，对比直接压裂煤层间与不同起裂位置、垂向应力和施工排量影响下的间接压裂煤层顶板，结果表明：起裂点距离煤层越远，起裂所需能量越大，对应井底压力越高；起裂压力高，更易产生长裂缝，且受原生裂缝影响程度减小；裂缝易在弱面附近延伸。
2）通过数值模拟，探究了地应力、起裂位置、岩石力学和施工排量等参数对裂缝扩展的影响，结果表明：在模型参数设置条件下，最大水平主应力和垂向应力差在<4 MPa，煤层与顶板有效应力差>3 MPa、弹性模量差<15 GPa 的岩层组合适合间接压裂，起裂位置距离煤层最优距离为<6 m，施工排量需要根据力学性质、断裂能密度等参数确定最优范围。
煤层顶板间接压裂裂缝扩展机制及影响因素
李勇1，陈涛1，马啸天1，吴翔2
1. 中国矿业大学 (北京) 地球科学与测绘工程学院
2. 中联煤层气有限责任公司
碎软低渗煤层在我国普遍发育，制约煤层气单井产气量提高和产业发展。间接压裂是通过在邻近层产生垂直裂缝沟通煤层进而实现煤层有效改造的一种压裂方式，可以有效应对钻井塌陷、煤粉产出、压裂液滤失和煤层厚度薄等不利因素。通过间接压裂物理模拟试验和扩展有限元数值模拟分析，揭示煤层顶板间接压裂裂缝扩展影响因素，明确裂缝扩展机制，以期为间接压裂技术提供指导。通过直接压裂煤层和不同起裂位置、垂向应力和施工排量影响下间接压裂试验表明，起裂压力高，更易产生长裂缝，且受原生裂缝影响程度减小；但起裂点距离煤层越远，起裂所需能量越大，高破裂压力会对煤层造成粉碎性破坏；大施工排量下，起裂压力对应升高，起裂时间变短，原生裂缝影响程度变小。考虑地应力、起裂位置、岩石力学和施工排量等参数的数值模拟结果显示，在模型参数设置条件下，最大水平主应力和垂向应力差在<4MPa，煤层与顶板有效应力差>3MPa、弹性模量差<15GPa 的地层和岩性组合适合间接压裂，起裂位置距离煤层最优距离为<6m，施工排量需要根据力学性质、断裂能密度等参数确定最优范围。
教授
博士生导师
李勇，男，1988年生，山东安丘人，中国矿业大学（北京）教授、博导，北京市优秀人才，校越崎青年学者，2023年爱思唯尔中国高被引学者，2022、2023年全球前2%高被引科学家。主要从事煤层气等非常规油气和煤系成矿学方面的教学和科研工作，荣获山西省科技进步奖二等奖、中国发明创业成果奖等省部级奖励10余项。担任Unconventional Resources副主编、IJCST处理编辑、《石油勘探与开发》编委、《石油学报》和《煤炭学报》青年编委等。
在Earth-Science Reviews、AAPG Bulletin、Chemical Engineering Journal、Geoscience Frontiers、Chemical Geology、Fuel、中国科学：地球科学、石油勘探与开发和煤炭学报等行业主流刊物以第一/通讯作者发表论文77篇（SCI检索50篇、EI检索27篇），Scopus总引用>3200次，SCI他引>2500次，其中7篇入选1%ESI高被引论文，3篇入选0.1%ESI热点论文，7篇论文引用>100次，1篇入选Wiley年度Top Download和Top Cited论文并入选中国地质学会百年庆典2019~2022优秀论文，1篇入选《中国科学：地球科学》2023年度热点论文（共10篇，排名第4），2篇EI论文入选领跑者F5000。
在国家自然科学基金、油气重大专项和国家重点研发计划资助下开展了系列深入研究。申请人以含煤地层为整体研究对象，从煤层气“生成-富集-产出”系统科学角度出发，明确了“煤系沉积演化及源储组合特征”和“煤系生烃演化及其有序聚集过程”，构建了煤成气全含气系统，揭示了煤系多类型储层优质甜点分布和富集动力机制，提出立体开发模式。
李勇,陈涛,马啸天,等.煤层顶板间接压裂裂缝扩展机制及影响因素[J].煤炭科学技术,2024,52(2):171-182.
LI Yong，CHEN Tao，MA Xiaotian，et al. Extension mechanism and influencing factors of indirect fracturingfrac-tures on coal seam roof[J]. Coal Science and Technology，2024，52（2）：171−182
END 责任编辑：宫在芹
整 理：黄小雨
责任编辑：宫在芹
整 理：黄小雨
