• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
三维空间水力裂缝与天然裂缝相交扩展模型
  • 63
  • 作者

    李玉伟杨砚茹王爱文代连朋

  • 单位

    辽宁大学环境学院辽宁大学灾害岩体力学研究所

  • 摘要
    非常规油气储层发育大量的天然裂缝,导致水力压裂过程裂缝扩展形态复杂,搞清水力裂缝与天然裂缝在三维空间内的相交扩展力学机理对预测压裂裂缝形态和压裂改造效果至关重要。针对水力裂缝与天然裂缝相交后的裂缝扩展形态预测问题,通过对三维空间水力裂缝和天然裂缝进行受力分析,考虑水力裂缝尖端诱导应力场、地应力场和流体压力的影响,以三维空间水力裂缝穿透天然裂缝扩展和沿天然裂缝面的空间滑移扩展为判据,建立水力裂缝与天然裂缝相交扩展力学模型,探究水力裂缝与天然裂缝相交后的裂缝扩展情况。应用模型计算表明:地层水平应力差值和逼近角共同影响裂缝扩展,水平应力差值较大、大逼进角相交更容易形成简单穿透裂缝,逼进角较小时天然裂缝更倾向于发生滑移扩展;在天然裂缝倾角较大时,水力裂缝更易于穿透天然裂缝扩展并沿天然裂缝发生滑移,而在天然裂缝倾角较小时,水力裂缝更倾向于不穿透天然裂缝扩展;天然裂缝是否发生滑移受交汇处流体压力的影响显著,流体压力增大,作用于天然裂缝面上正应力的降低使天然裂缝更易于发生滑移扩展。建立三维空间水力裂缝与天然裂缝相交扩展新模型,不但考虑了压裂液流体压力的影响,还能够分析天然裂缝可能发生的空间滑移扩展,研究成果很好的弥补了现有三维空间水力裂缝与天然裂缝相交扩展理论方法的不足。
  • 关键词

    水力裂缝天然裂缝诱导应力剪切破坏扩展准则

  • 文章目录
    1 模型建立
    1.1 水力裂缝与天然裂缝相交穿过准则
    1.2 水力裂缝与天然裂缝相交天然裂缝滑移准则
    2 模型验证
    3 三维空间裂缝扩展的影响因素分析
    3.1天然裂缝产状对裂缝扩展的影响
    3.2 水平应力差对裂缝扩展的影响
    3.3 流体压力对裂缝扩展的影响
    4 讨 论
    5 结 论
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