深部煤岩裂缝导流能力预测模型

误差低于5%

该模型通过耦合CFD-DEM和基于能量的破碎模型，能考虑支撑剂分级破碎的动力学过程，从而实现深部煤岩裂缝导流能力的精确预测。

Yan, Pengyin · 汪志明

Processes 2026

参数信息

平均预测误差

5 %

第一阶段导流能力损失占比

60 %

第二阶段导流能力损失占比

30 %

第三阶段导流能力损失占比

10 %

临界闭合压力

40 MPa

技术优势

预测误差低于5%

模型预测与实验数据吻合良好，平均误差低于5%，可用于深部煤岩裂缝导流能力的快速评估。

揭示三阶段破碎机制

模型能够捕捉支撑剂分阶段破碎的动力学特征：压实、粗粒破碎、细粒二次破碎，并量化各阶段对导流能力损失的贡献（约60%、30%、10%）。

适用于不同闭合压力

模型在不同闭合压力和支撑剂级配条件下均有验证，当闭合压力超过40 MPa后，不同粒径混合的导流能力差异变小，模型仍能准确预测。

应用场景

• 煤层气开发：用于预测深部煤层气井压裂后的裂缝导流能力，指导排采制度制定。
• 水力压裂优化：通过快速评估不同支撑剂级配和闭合压力下的导流能力，优化压裂设计参数。
• 储层导流能力评价：提供考虑支撑剂分阶段破碎的导流能力预测模型，弥补传统模型不足。
• 深部资源开采：针对深部高闭合压力条件，揭示导流能力损失机制，为深层资源开采提供依据。