页岩中水力压裂扩展的微震机理研究

发布时间：2022-01-03 09:27

　　微震监测技术被广泛应用于衡量水力压裂作用。由于微震释放机制的复杂性,很难获得对其统一的理论认识。基于地震学原理,本文采用物理模拟实验和数值分析方法对页岩水力压裂扩展造成微震的机制进行研究。理论上,岩石破裂过程取决于水力裂纹尖端的应力分布。通过反演得到矩张量的特征方程及其特征值,从而确定震源点的破裂机制。通过真三轴水力压裂物理试验和声发射实验获得岩石破裂过程的基本规律。利用声发射信号的主频特性和初始运动来确定震源处的拉剪损伤比。震源点微震地震波采用水平井压裂数值模拟方法进行研究,得到不同位置、不同平面、不同方向上的微震波的频率和能量特性。通过数值分析验证了微地震波的分布,并揭示了在水力压裂作用下释放的震源机制。研究成果对页岩特性、页岩气储层评价和重构、优化压裂参数、提高采收率等方面具有重要的现实意义。 

【文章来源】：世界地震译丛. 2020,51(06)

【文章页数】：15 页

【部分图文】：

矩张量分解过程及模型图(原图为彩色图——译注)

利用三轴水力压裂物理模型系统设备实现了岩样的三维加载。利用了PCI-2 AE系统和6个声学换能器,在样品的上平面放置了4个传感器,在下平面放置了2个传感器,来监测岩石破裂扩展过程。页岩样品大小为300mm×300mm×300mm。在垂直层理面方向预制井眼模拟水平井眼。在钻孔底部切割了一个环形感应接头。页岩样品的弹性模量为20GPa,泊松比为0.36。地应力值为:σV=11.43MPa,σH=12.32MPa,σh=8.05MPa。压裂液位移为10ml/min,压裂液黏度为33.5MPa。图3 断裂形态扩展动态图(原图为彩色图——译注)

断裂形态扩展动态图(原图为彩色图——译注)


本文编号：3566022