含X型裂隙类岩石材料水力裂缝扩展研究

论文摘要

页岩气等非常规油气资源逐渐成为资源开采的热门领域。提高非常规油气藏的渗透率是目前面临的突出问题,水力压裂技术是当前提高非常规油气藏渗透率主要技术手段之一。为探究天然岩体中的X型裂隙对水力裂缝扩展规律的影响,采用真三轴水压加载系统,对含预置X型裂隙的类岩石试件进行了水力压裂实验,研究了多种X型裂隙形态在不同围压下对水力裂缝扩展的影响,并使用数值计算软件Abaqus中的扩展有限元(XFEM)方法对部分实验工况进行了数值模拟。研究结果表明:X型裂隙裂尖位置对水力裂缝的扩展有诱导作用,水平应力差系数越低,天然裂隙裂尖对水力裂缝扩展方向的诱导作用越强;随着水平应力差系数的增大,裂尖位置对水力裂缝扩展的诱导作用减弱,水力裂缝逐步向水平最大主应力方向扩展。主、次裂隙裂尖距离较近时,两裂尖所处位置的应变能密度较大,主、次裂隙裂尖对水力裂缝扩展诱导具有集中强化效应,水力裂缝更易向裂尖位置扩展;主、次裂隙裂尖处于近似关于水平最大主应力方向对称的位置,主、次裂隙裂尖的应变能密度比较接近,主、次裂隙裂尖对水力裂缝扩展诱导作用具有平衡弱化效应,裂尖对水力裂缝的诱导作用减弱,水力裂缝更易向水平最大主应力方向扩展。

论文目录

• 1 实验概况
• 2 实验结果
•   2.1 水平应力差系数为0时的实验结果
•   2.2 水平应力差系数为1时实验结果
•   2.3 水平应力差系数为2时实验结果
•   2.4 水平应力差系数为3时的实验结果
• 3 实验结果分析
• 4 水力压裂数值模拟
• 5 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张波,郭帅,杨学英,李垚,许新骥,杨磊,张柏楠

关键词: 水压致裂,型裂隙,裂尖位置,水力裂缝扩展

来源: 煤炭学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 山东大学土建与水利学院,济宁市建设工程质量技术中心,山东城市建设职业学院,山东大学岩土与结构工程研究中心

基金: 国家自然科学基金面上资助项目(51879151,51509146),国家自然科学基金重点资助项目(51739007)

分类号: TE377

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.1358

页码: 2066-2073

总页数: 8

文件大小: 8616K

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