岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (10): 3104-3116.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0085CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0085
刘宇鹏1, 2,常鑫1,杨春和1,郭印同1,侯振坤2,李双明3,贾长贵3
LIU Yu-peng1, 2, CHANG Xin1, YANG Chun-he1, GUO Yin-tong1, HOU Zhen-kun2, LI Shuang-ming3, JIA Chang-gui3
摘要: 当前深层页岩已成为页岩气探勘开发的主阵地,渝东南地区作为我国页岩气开发的主战场,其独特的高温、层理发育和走滑应力地质特征导致水力压裂缝高扩展受限,严重阻碍了页岩气的增产改造。基于此,开展温度-结构-应力三控机制影响下的真实页岩大尺寸真三轴物理模拟压裂试验,系统探究了温度、压裂液黏度、注入排量和地应力差等关键参数对压裂改造效果的影响机制,并采用分形维数计算方法,对储层水力压裂改造效果进行了定量评估。研究结果表明:三控机制作用下,压后缝网形态呈现扁平化特征,热冲击活化层理诱导裂缝转向,显著抑制缝高扩展;应力差增大、采用高黏压裂液和大注液排量施工可促进裂缝穿层扩展。高温环境虽弱化岩石破裂强度,但会增强岩石塑性特征,导致延伸压力升高;压裂液黏度对延伸压力呈非线性调控,中等黏度可平衡滤失效应与黏滞阻力,实现延伸压力优化。储层整体改造效果分析表明,高温和大排量泵注显著提升缝网分形维数,暂堵压裂技术对促进体积改造和提高缝网复杂度效果显著。热冲击引发弱面张性扩展,且在裸眼段生成大量微裂纹,采用暂堵压裂工艺可重构流体能量分布,有效沟通未被利用的裂缝系统。
中图分类号: TU 456| [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] | 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. |
| [3] | 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. |
| [4] | 汪昕, 幸安康, 曾子强, 姜祎, 徐建宇, 王晓南, 刘造保, . 层理铁矿石剪切力学性能试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1039-1048. |
| [5] | 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. |
| [6] | 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. |
| [7] | 王伟, 罗霄, 陈超, 刘世藩, 段雪雷, 朱其志, . 层状岩石不排气三轴压缩力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(5): 1334-1342. |
| [8] | 范浩, 王磊, 王连国, . 不同应力路径下层理煤体力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 385-395. |
| [9] | 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. |
| [10] | 江权, 刘强, . 地下洞室变形破坏物理模拟的力学相似畸变映射原理与实例分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(1): 20-37. |
| [11] | 李英杰, 张亮, 王炳乾, 刘圣鑫. 基于CT扫描和数字体相关法的页岩 各向异性三维变形场特征研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 134-144. |
| [12] | 江权, 吴思, 刘强, 辛杰, 郑虹, . 水泥基3D打印材料基础配合比试验与质量评价[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1245-1259. |
| [13] | 杨焕强, 刘杨, 张晴晴, 熊冬, . 考虑页岩层理剪切滑移的水力裂缝几何参数计算方法[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 461-472. |
| [14] | 李国枭, 王航龙, 彭俊, 王林飞, 代碧波, . 基于Hoek-Brown准则的层理岩石强度模型研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3541-3550. |
| [15] | 陈磊, 张广清, 张敏, 曹庾杰, 谌立吉, . 水力裂缝穿越非连续面扩展时的断裂过程研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 159-170. |
|
||