页岩水力压裂裂缝起裂和扩展断裂力学模型

摘要：

结合大尺寸真三轴水平井水力压裂物理模拟试验,对龙马溪组页岩的起裂、扩展以及扩展过程中水力裂缝与天然裂缝的相互作用进行了详细的力学分析,并基于断裂力学和流体力学理论知识,建立了水力裂缝起裂和扩展力学模型,推导了相应的断裂力学判据.结果表明:①起裂方式可以分为3类,即页岩本体张性起裂、沿天然裂缝(层理面)的剪切起裂、沿天然裂缝(层理面)的张拉起裂;②水力裂缝扩展过程中,随着裂缝长度的增加,泵压逐渐减小,最终趋于一个略大于最小水平主应力的稳定值;③水力裂缝与天然裂缝的相互作用类型可根据天然裂缝是否开启分为以下5类,即剪切天然裂缝后穿过、直接穿过天然裂缝、从天然裂缝一端穿过、同时从天然裂缝两端穿过、从某一弱面穿过.研究结果可为页岩气藏水平井压裂开采提供有力技术支持.

关键词：龙马溪组页岩、水力压裂、裂缝起裂与扩展、物理模拟、泵压曲线、相互作用、天然裂缝

所属期刊栏目：37

分类号：TU458(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目;中国博士后科学基金项目;广东省基础与应用基础研究基金区域联合基金-青年基金项目

在线出版日期：2020-06-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：99-107