煤系岩层水力裂缝扩展轨迹及压裂效果智能预测研究
马军强
王红胜
董国伟
袁钰鑫
任小亮
杨森
西安科技大学 能源与矿业工程学院,陕西 西安 710054
摘要：为解决由岩层界面和层间强度差异引起的煤系岩层水力压裂裂缝扩展轨迹及压裂范围有效控制的难题,采用有限-离散元方法模拟研究了煤系岩层水力裂缝扩展规律,发现多因素耦合作用下煤系岩层水力裂缝扩展轨迹有 12种主要模式,可归纳为穿过岩层界面扩展、穿过岩层界面扩展的同时沿着岩层界面扩展、沿着岩层界面扩展和在岩层界面处停止扩展 4 类;建立了融合BP神经网络、差分进化算法和灰狼优化算法的混合人工智能模型,用以预测煤系岩层水力裂缝扩展轨迹和压裂效果;分析了不同地应力条件下岩性强度差异系数、岩层界面倾角、岩层界面强度系数、注入速率和定向射孔角度变化时水力裂缝在岩层界面处扩展轨迹的变化规律,揭示了煤系岩层水力裂缝扩展轨迹的主要控制因素及重要程度;提出了基于BP-DEGWO混合人工智能预测模型的煤系岩层水力压裂技术方案智能优化设计方法,为利用人工智能算法进行水力压裂的关键技术方案优化设计和压裂效果预测提供参考.
关键词：煤系岩层水力压裂裂缝扩展有限-离散元方法智能预测
分类号：TD32(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52474180)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-07（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：22( 134-155 )
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