预制横缝条件下水力裂缝的起裂和扩展

发布时间：2017-12-05 22:06

  本文关键词：预制横缝条件下水力裂缝的起裂和扩展

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【摘要】：针对高角度天然裂缝发育地层中的水平井水力压裂问题,开展了水力裂缝自天然裂缝处起裂扩展的理论和试验研究。尝试将天然裂缝简化为与井筒轴线垂直的横向裂缝,基于线弹性断裂力学理论和最大拉应力准则,给出了水力裂缝起裂压力和扩展过程中应力强度因子的计算方法。利用预制横缝模拟高角度天然裂缝,开展了室内水力压裂试验,对水力裂缝的扩展形态和起裂压力进行了研究。理论计算表明,(1)水力裂缝自预制横缝端部起裂后,扩展距离超过1倍的预制横缝端部半径时可将预制横缝和水力裂缝合并起来,整体视作一条横向裂缝来计算应力强度因子;(2)水力裂缝尖端距井壁处的距离大于4倍的井筒半径时,应力强度因子的计算可忽略井筒的影响,近似采用硬币形裂缝的计算公式。试验研究发现,(1)水力裂缝在预制横缝端部起裂并扩展,形成与井筒轴线垂直的横向裂缝,裂缝的扩展呈现出Ⅰ型断裂的特点,形态近似呈圆形,未发现与井筒轴线平行的纵向裂缝的起裂和扩展;(2)排量对破裂净压力和起裂净压力有重要影响,大排量会导致较高的破裂净压力和起裂净压力,在大、小两种排量下起裂净压力的离散性均较小,计算得到的KⅠ临界断裂值的离散性也较小。研究结果可为改善裂缝发育储层的近井裂缝形态提供指导,也可为煤矿开采中预制横向切槽的水力压裂设计提供参考。
【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院;
【基金】：国家自然科学基金(No.51574218) 中国科学院战略性先导科技专项(B类)子课题名称(No.XDB10040202) 中国石化科技攻关项目(No.P14091) 国家高技术研究发展计划(“863”)项目(No.2013AA064800)~~
【分类号】：TE357.1
【正文快照】： This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51574218),the Chinese Academy of Sciences Strategic Leader Science andTechnology Project(Type B)Sub-project(XDB10040202),the Sinopec Scientific and Technological Research Project

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李根生;盛茂;田守]，

本文编号：1256327