寿阳区块位于沁水煤田北端,15~#煤层为全区稳定可采的高阶煤储层,发育厚度较薄,弹性模量低、泊松比高、地应力差小。前期对这一煤层进行了大量的直井压裂施工,根据资料分析:渗透率、应力的非均质性和煤层裂隙的发育,造成裂缝的形态较为复杂,并未形成较大范围储层改造的效果。对于煤层气藏开发,水平井分段压裂技术相较于常规直井压裂技术具有经济效益高、提高导流能力和增大解吸面积等明显优势;同时,定向射孔技术通过在地层中最易压裂的方向射孔,能够减小地层破裂压力、增加油气泄流面积进而提高压后效果。因此,将水平井分段压裂技术与定向射孔技术结合起来,根据储层特性与地质条件进行施工优化设计,能够实现寿阳区块煤层气高效开发、显著增产的目的。本文首先以寿阳区块为研究对象,提出煤层气水平井定向射孔技术;然后,运用综合判定法分析Kaiser效应岩石声发射实验结果,并结合黏滞剩磁法(VRM),对寿阳区块取样点的地应力大小与方向进行确定;在此基础上,以采样点为约束条件,通过边界荷载反分析方法,利用Abaqus有限元软件,反演寿阳区块的地应力场;最后,基于Abaqus/Standard模块,建立起水平井定向射孔的扩展有限元模型,对水平井分段压裂的整个动态过程进行数值模拟,分析压裂裂缝的起裂、扩展过程及其最终形态,研究水平井定向射孔技术在该区块的应用。