层理特征对油页岩水力压裂裂缝扩展规律影响的数值模拟研究 |
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引用本文: | 李彦伟,朱超凡,曾壹坚,水浩澈,范存翰,郭威.层理特征对油页岩水力压裂裂缝扩展规律影响的数值模拟研究[J].煤田地质与勘探,2023(11):44-54. |
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作者姓名: | 李彦伟 朱超凡 曾壹坚 水浩澈 范存翰 郭威 |
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作者单位: | 1. 吉林大学建设工程学院;2. 油页岩地下原位转化与钻采技术国家地方联合工程实验室;3. 页岩油气资源勘探开发省部共建协同创新中心;4. 自然资源部复杂条件钻采技术重点实验室 |
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基金项目: | 国家重点研发计划课题(2019YFA0705502); |
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摘 要: | 目前水力压裂是油页岩储层开发的主要技术手段之一,油页岩层理特征的差异对压后裂缝形态起主要影响作用,目前研究大多聚焦在层理发育程度对裂缝扩展的影响,忽略层理厚度本身对水力裂缝扩展的影响。以鄂尔多斯盆地旬邑地区油页岩为研究对象,基于线弹性断裂力学理论,构建应力-损伤-渗流的水力压裂裂缝扩展模型,并采取全局FEM-CZM的数值模拟方法,分析层理厚度、层理间距、地应力场对水力压裂裂缝扩展的影响规律,对比不同影响因素下裂缝的破坏类型、裂缝长度和层理沟通面积。结果表明:(1)层理厚度影响层理面对水力裂缝的拦截能力,在层理厚度较大时,会导致裂缝在层理面上扩展的倾向更强,发生张拉破坏,所对应的裂缝长度和层理沟通面积更大。(2)层理间距影响水力裂缝到达层理面的时间,较小的层理间距水力裂缝会直接穿透层理面,较大的层理间距增加裂缝扩展的阻力,伴随层理间距越大,发生张拉破坏,水力裂缝长度和层理沟通面积越大。(3)地应力场决定水力裂缝扩展方向,垂向地应力差较大时,垂向应力会对层理有压实作用,导致更容易穿透层理面扩展,垂向地应力差较小时,水力裂缝在层理面扩展多发生弯曲、分支情况,所对应裂缝长度和层理沟通面积均增加...
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关 键 词: | 油页岩 水力压裂 层理厚度 层理间距 地应力 数值模拟 裂缝扩展规律 鄂尔多斯盆地 |
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