弹塑性地层水力压裂起裂模式及起裂压力研究

摘要：

针对弹塑性储层,基于线弹性理论假设的传统起裂模型已不再适用,需要研究基于非线性本构方程的起裂模型.基于岩石非线性本构方程,运用塑性全量理论,建立了弹塑性地层井周应力场模型;结合"井壁"应力场模型和弹塑性岩石破坏准则,建立了弹塑性地层的起裂压力预测模型.结果表明:岩石产生塑性屈服,"井眼"应力集中效应会减弱,"周向张应力会减小",甚至无法产生.屈服后的起裂压力比线弹性理论预测值大,起裂模式存在拉张和剪切两种方式,剪切起裂存在破坏角.屈服后,幂硬化指数小于等于0.5的岩石只可能产生剪切起裂;幂硬化指数大于0.5的岩石,屈服应力、幂硬化指数、内摩擦角和凝聚力越小,越容易产生剪切起裂,反之越容易产生拉张起裂.

关键词：弹塑性地层、非线性本构方程、塑性全量理论、井周应力场、起裂模式、起裂压力

所属期刊栏目：36

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目No.51374178;国家科技重大专项项目No.2011ZX05002-004-007HZ.

在线出版日期：2015-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2494-2500,2509