【摘要】：通過水力壓裂裂縫的誘導(dǎo)應(yīng)力場打開遠(yuǎn)場天然裂縫,可改變儲層應(yīng)力場,易形成壓裂主裂縫、分支縫、應(yīng)力松弛縫相互連通的裂縫網(wǎng)絡(luò),從而提高了頁巖氣儲層改造效率,因此在頁巖氣開采中具有廣闊的應(yīng)用前景。人工裂縫逼近條件下天然裂縫的破壞特征是人工裂縫誘導(dǎo)應(yīng)力場激活遠(yuǎn)場天然裂縫的核心問題之一。應(yīng)用位移間斷法(DDM),建立了人工裂縫逼近條件下激活天然裂縫的力學(xué)模型。根據(jù)摩爾-庫侖破壞準(zhǔn)則,建立了不同天然裂縫破壞狀態(tài)的約束條件,形成了天然裂縫破壞特征的計(jì)算方法,并通過算例驗(yàn)證其正確性。在此基礎(chǔ)上,模擬了人工裂縫逼近條件下天然裂縫張開、滑移、閉合行為,并研究了其影響因素。結(jié)果表明,天然裂縫下表面處最大主應(yīng)力呈雙峰型分布,天然裂縫下表面處最大主拉應(yīng)力隨著天然裂縫與最大水平主應(yīng)力方向夾角的增加而增大。當(dāng)人工裂縫逼近天然裂縫時(shí),天然裂縫的剪切型破壞長度大于張拉型。天然裂縫破壞長度隨著天然裂縫與最大水平主應(yīng)力方向夾角的增大而減小,隨著縫內(nèi)凈壓力的增大而增大。天然裂縫破壞長度隨著人工裂縫尖端到天然裂縫的距離的減小而增加。天然裂縫剪切型破壞長度隨著摩擦系數(shù)及黏聚力的增大而減小。研究結(jié)果對頁巖氣壓裂技術(shù)具有理論指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Through the induced stress field of hydraulic fracturing fracture to open the far-field natural fracture, the stress field of reservoir can be changed, and the fracture network of fracturing main fracture, branch fracture and stress relaxation fracture can be easily formed, thus improving the transformation efficiency of shale gas reservoir. Therefore, it has a broad application prospect in shale gas production. The failure characteristics of natural fractures under the condition of artificial crack approximation are one of the core problems of artificial fissure-induced stress field activating far-field natural fractures. The displacement discontinuous method (DDM),) is used to establish a mechanical model for activating natural cracks under the condition of artificial crack approximation. According to the Mohr-Coulomb failure criterion, the constraint conditions of different natural fracture failure states are established, and the calculation method of the natural fracture failure characteristics is formed, and the correctness of the method is verified by an example. On this basis, the behavior of natural crack opening, sliding and closing under the condition of artificial crack approximation is simulated, and the influencing factors are studied. The results show that the maximum principal stress at the surface of natural crack is a bimodal distribution, and the maximum principal tensile stress increases with the increase of the angle between natural crack and the direction of the maximum horizontal principal stress. When artificial cracks approach natural fractures, the shearing failure length of natural fractures is longer than that of tensile ones. The fracture length decreases with the increase of the angle between the natural fracture and the maximum horizontal principal stress direction, and increases with the increase of net pressure in the fracture. The damage length of natural crack increases with the decrease of the distance from the tip of artificial crack to the natural crack. The shear failure length of natural crack decreases with the increase of friction coefficient and cohesive force. The results are of theoretical significance for shale pressure fracture technology.
【作者單位】： 中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院;
【基金】：中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(No.14CX06023A) 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.51274230)~~
【分類號】：TE357.1

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本文編號：2211287