岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (1): 159-170.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1041
陈磊1, 2,张广清1, 2,张敏1, 2,曹庾杰3,谌立吉1, 2
CHEN Lei 1, 2, ZHANG Guang-qing1, 2, ZHANG Min1, 2, CAO Yu-jie 3, SHEN Li-ji1, 2
摘要: 非连续面发育是非常规油气储层的显著地质特征之一,水力裂缝能否穿越非连续面扩展会关系到压裂的改造效果。为研究水力裂缝穿越非连续面扩展时断裂过程区(fracture process zone,简称FPZ)发育特征,采用自主设计的可视化压裂试验装置对含预制摩擦界面的砂岩平板试件开展水力压裂试验。基于数字图像相关法实时监测了水力裂缝正交穿越界面扩展过程中的位移及应变场特征。试验结果表明,水力裂缝穿越界面扩展之前,断裂过程区已经开始跨越界面发育;裂缝能否穿越界面扩展在FPZ的初始发育阶段已经注定,不受FPZ内应力软化过程影响。基于Renshaw-Pollard准则建立了考虑FPZ边界范围的裂缝穿越非连续面扩展准则,并通过前人及文中试验数据进行了可靠性验证。相比而言,改进准则更准确地考虑了裂缝前端线弹性断裂力学的适用范围。研究发现FPZ长宽比对裂缝穿越界面扩展准则有显著影响,相同条件下,FPZ长宽比越大,裂缝正交穿越界面扩展所需要的摩擦系数下限值越小。
中图分类号: TE 371| [1] | 唐梅荣, 张广清, 张敏, . 多水平井立体化水力压裂缝网空间分布特征试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2449-2458. |
| [2] | 王刚, 王恩茂, 隆清明, 徐浩, 陈雪畅, 刘昆轮, . 考虑滤失效应的煤层水力压裂与裂隙扩展关系研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1071-1083. |
| [3] | 申林方, 华涛, 王志良, 李松波, 陈骞. 参数空间变异性对岩石水力压裂裂隙扩展形态的影响[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1294-1302. |
| [4] | 曹虎, 张广清, 李世远, 汪文瑞, 谢彭旭, 孙伟, 李帅, . 基于断裂过程区的压裂驱油水力裂缝 扩展模型及应用[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 798-810. |
| [5] | 刘宇鹏, 常鑫, 杨春和, 郭印同, 侯振坤, 李双明, 贾长贵, . 走滑应力特征下川南深层页岩高温真三轴压裂物理模拟试验[J]. 岩土力学, 2025, 46(10): 3104-3116. |
| [6] | 陈骞, 王志良, 申林方, 华涛, 李邵军, 徐则民, . 基于热力耦合的近场动力学方法高温岩石水力压裂数值模拟[J]. 岩土力学, 2024, 45(8): 2502-2514. |
| [7] | 汪文瑞, 张广清, 孙伟, 李帅, 曹虎, 李祖亮, . 岩性差异对裂缝穿层扩展的率相关断裂特征影响[J]. 岩土力学, 2024, 45(8): 2311-2323. |
| [8] | 吕茂淋, 朱珍德, 周露明, 葛鑫梁, . 基于相场法的预制双裂隙岩体水力压裂扩展数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(6): 1850-1862. |
| [9] | 王磊, 商瑞豪, 刘怀谦, 陈礼鹏, 张宇, 王安铖, 张帅, 刘化强, . 荷载作用下多裂隙煤体力学特性与起裂角研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(3): 659-673. |
| [10] | 华涛, 申林方, 王志良, 李泽, 徐则民. 基于近场动力学的岩石水力压裂数值模拟及裂隙网络定量分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 612-622. |
| [11] | 周培尧, 潘丽燕, 陈华生, 王斌, 邹志坤, 张敏, . 薄互层水力裂缝垂向扩展控制因素试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 299-306. |
| [12] | 陈晓斌, 喻昭晟, 周雨晴, 张家生, 钱于, . 红层泥质胶结物干缩裂缝深度与间距预测模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 868-878. |
| [13] | 金爱兵, 王杰, 陈帅军, 李海, . 基于不同粒径分布尾砂的充填体强度及 损伤特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(11): 3083-3093. |
| [14] | 吴飞鹏, 范贤章, 徐尔斯, 杨涛, 颜丙富, 刘静, . 压裂液高压渗滤对砂岩基质损伤演化的 细观力学分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(12): 3238-3248. |
| [15] | 邵长跃, 潘鹏志, 赵德才, 姚天波, 苗书婷, 郁培阳, . 流量对水力压裂破裂压力和增压率的影响研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2411-2421. |
|
||