›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (1): 247-255.doi: 10.16285/j.rsm.2016.01.029
仲冠宇,王瑞和,周卫东,杨焕强
ZHONG Guan-yu, WANG Rui-he, ZHOU Wei-dong, YANG Huan-qiang
摘要: 通过水力压裂裂缝的诱导应力场打开远场天然裂缝,可改变储层应力场,易形成压裂主裂缝、分支缝、应力松弛缝相互连通的裂缝网络,从而提高了页岩气储层改造效率,因此在页岩气开采中具有广阔的应用前景。人工裂缝逼近条件下天然裂缝的破坏特征是人工裂缝诱导应力场激活远场天然裂缝的核心问题之一。应用位移间断法(DDM),建立了人工裂缝逼近条件下激活天然裂缝的力学模型。根据摩尔-库仑破坏准则,建立了不同天然裂缝破坏状态的约束条件,形成了天然裂缝破坏特征的计算方法,并通过算例验证其正确性。在此基础上,模拟了人工裂缝逼近条件下天然裂缝张开、滑移、闭合行为,并研究了其影响因素。结果表明,天然裂缝下表面处最大主应力呈双峰型分布,天然裂缝下表面处最大主拉应力随着天然裂缝与最大水平主应力方向夹角的增加而增大。当人工裂缝逼近天然裂缝时,天然裂缝的剪切型破坏长度大于张拉型。天然裂缝破坏长度随着天然裂缝与最大水平主应力方向夹角的增大而减小,随着缝内净压力的增大而增大。天然裂缝破坏长度随着人工裂缝尖端到天然裂缝的距离的减小而增加。天然裂缝剪切型破坏长度随着摩擦系数及黏聚力的增大而减小。研究结果对页岩气压裂技术具有理论指导意义。
中图分类号:
TU 452
[1] | 王 磊,杨春和,侯振坤,郭印同,魏元龙,蒋廷学,. 预制横缝条件下水力裂缝的起裂和扩展[J]. , 2016, 37(S1): 88-94. |
[2] | 潘林华 ,程礼军 ,张士诚 ,郭天魁 ,柳凯誉,. 页岩储层体积压裂裂缝扩展机制研究[J]. , 2015, 36(1): 205-211. |
[3] | 朱建新,赵崇友,郭 鑫. 液压挖掘机振动掘削减阻机理研究[J]. , 2007, 28(8): 1605-1608. |
[4] | 许东俊; 耿乃光; . 岩体变形和破坏的各种应力途径[J]. , 1986, 7(2): 17-25. |
[5] | 李光煜; 白世伟. 岩体应力的现场研究[J]. , 1979, 1(1): 76-90. |
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