水力压裂是目前油页岩储层开发的主要技术手段之一，油页岩层理特征的差异对压后裂缝形态起主要的影响作用，目前研究大多聚焦在层理发育程度对裂缝扩展的影响，忽略了层理厚度本身对水力裂缝扩展的影响。以鄂尔多斯盆地旬邑地区油页岩为研究对象，基于线弹性断裂力学理论，构建了应力-损伤-渗流的水力压裂裂缝扩展模型，并采取全局FEM-CZM的数值模拟方法，分析层理厚度、层理间距、应力场对水力压裂裂缝扩展的影响规律，对比不同影响因素下裂缝的破坏类型、裂缝的长度和层理沟通面积。结果表明：(1) 层理厚度影响层理面对水力裂缝的拦截能力，在层理厚度较大时，会导致裂缝在层理面上扩展的倾向更强，发生张拉破坏，所对应的裂缝长度和层理沟通面积更大；(2) 层理间距影响水力裂缝到达层理面的时间，较小的层理间距水力裂缝会直接穿透层理面，较大的层理间距增加了裂缝扩展的阻力，伴随层理间距越大，发生张拉破坏，水力裂缝长度和层理沟通面积越大；(3) 地应力场决定水力裂缝扩展方向，垂向地应力差较大时，垂向应力会对层理有压实作用，导致更容易穿透层理面扩展，垂向地应力差较小时，水力裂缝在层理面扩展多发生弯曲、分支情况，所对应裂缝长度和层理沟通面积均增加。建议在压裂施工选址方面选择层理厚度较大、层理间距较大、垂向地应力场较小的区域，更有利于形成高效渗流传热通道，该研究可为油页岩水力压裂施工提供指导。

1 研究区选取与地质特征
2 黏聚力单元法模拟水力压裂理论
2.1 线弹性牵引-分离准则
2.2 裂缝初始损伤准则
2.3 裂缝损伤演化准则
2.4 水力压裂缝内流体流动理论
3 裂缝扩展数值模型建立与验证
3.1 数值模型建立
3.2 数值模型的验证
4 结果与讨论
4.1 模拟结果分析
4.1.1 裂缝扩展过程形态
4.1.2 裂缝扩展过程参数
4.2 影响因素分析
4.2.1 层理厚度
4.2.2 层理间距的影响
4.2.3 地应力场
5 结 论

李彦伟,朱超凡,曾壹坚等.层理特征对油页岩水力压裂裂缝扩展规律影响的数值模拟研究[J/OL].煤田地质与勘探:1-11[2023-10-12].http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1155.P.20231010.1043.002.html