本文關(guān)鍵詞：預(yù)制橫縫條件下水力裂縫的起裂和擴(kuò)展

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【摘要】：針對(duì)高角度天然裂縫發(fā)育地層中的水平井水力壓裂問(wèn)題,開(kāi)展了水力裂縫自天然裂縫處起裂擴(kuò)展的理論和試驗(yàn)研究。嘗試將天然裂縫簡(jiǎn)化為與井筒軸線垂直的橫向裂縫,基于線彈性斷裂力學(xué)理論和最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則,給出了水力裂縫起裂壓力和擴(kuò)展過(guò)程中應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算方法。利用預(yù)制橫縫模擬高角度天然裂縫,開(kāi)展了室內(nèi)水力壓裂試驗(yàn),對(duì)水力裂縫的擴(kuò)展形態(tài)和起裂壓力進(jìn)行了研究。理論計(jì)算表明,(1)水力裂縫自預(yù)制橫縫端部起裂后,擴(kuò)展距離超過(guò)1倍的預(yù)制橫縫端部半徑時(shí)可將預(yù)制橫縫和水力裂縫合并起來(lái),整體視作一條橫向裂縫來(lái)計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子;(2)水力裂縫尖端距井壁處的距離大于4倍的井筒半徑時(shí),應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算可忽略井筒的影響,近似采用硬幣形裂縫的計(jì)算公式。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),(1)水力裂縫在預(yù)制橫縫端部起裂并擴(kuò)展,形成與井筒軸線垂直的橫向裂縫,裂縫的擴(kuò)展呈現(xiàn)出Ⅰ型斷裂的特點(diǎn),形態(tài)近似呈圓形,未發(fā)現(xiàn)與井筒軸線平行的縱向裂縫的起裂和擴(kuò)展;(2)排量對(duì)破裂凈壓力和起裂凈壓力有重要影響,大排量會(huì)導(dǎo)致較高的破裂凈壓力和起裂凈壓力,在大、小兩種排量下起裂凈壓力的離散性均較小,計(jì)算得到的KⅠ臨界斷裂值的離散性也較小。研究結(jié)果可為改善裂縫發(fā)育儲(chǔ)層的近井裂縫形態(tài)提供指導(dǎo),也可為煤礦開(kāi)采中預(yù)制橫向切槽的水力壓裂設(shè)計(jì)提供參考。
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(No.51574218) 中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)(B類(lèi))子課題名稱(chēng)(No.XDB10040202) 中國(guó)石化科技攻關(guān)項(xiàng)目(No.P14091) 國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”)項(xiàng)目(No.2013AA064800)~~
【分類(lèi)號(hào)】：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

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 侯振坤;楊春和;王磊;劉鵬君;郭印同;魏元龍;李芷;;大尺寸真三軸頁(yè)巖水平井水力壓裂物理模擬試驗(yàn)與裂縫延伸規(guī)律分析[J];巖土力學(xué);2016年02期

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【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李根生;盛茂;田守]，

本文編號(hào)：1256327