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土木工程学院在层理发育地层的水力压裂控缝机理研究方面取得新进展
发布日期：2022-06-05 阅读量：3383
我院深部资源开采与工程地质防控课题组郑永香博士作为第一作者，在国际学术期刊《Computers and Geotechnics》（中科院大类一区、TOP期刊）上发表科研论文“Exploring the effect of engineering parameters on the penetration of hydraulic fractures through bedding planes in different propagation regimes”。该论文基于块体离散元方法，建立了基于无量纲因子T的水力裂缝穿层行为评价方法。
层理对水力裂缝高度具有明显的控制作用，这导致在预测裂缝复杂程度的难度增加。同时，压裂裂缝高度对页岩储层改造的成功至关重要。本研究旨在探讨工程参数对水力裂缝穿透层理面的行为（简称为水力裂缝的穿层行为）过程的影响。采用块体离散元法研究了不同压裂液粘度和注入速率下水力裂缝的穿层能力。结果表明，高粘度、高注入速率有利于形成穿透层理面的水力裂缝。通过对应力演化曲线的分析，探讨了水力裂缝穿透行为的机理。在水力裂缝扩展的控制机制的基础上，建立了基于无量纲因子Τ值的穿层能力评价标准，该标准可用于评价水力裂缝与层理面之间的相互作用行为。并且验证了Τ值与应力曲线之间的关联性。本研究建立了一套简洁的水力裂缝穿透性评价准则，对含层理面的页岩储层水力压裂研究具有理论意义。
图1 不同压裂液粘度下水力裂缝的穿层行为
图2 不同T值对应的水力裂缝穿层行为图版
图3 应力演化曲线与T值的关联性
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