脆性岩石多裂缝干扰情形下剪切扩展机理研究
更新日期:2023-06-20     来源:特种油气藏   作者:罗天雨  浏览次数:104
核心提示:初审意见:该研究利用有效剪切应力方法和考虑T应力影响,建立了多裂缝条件下任意一条I-II型复合裂缝端部应力强度因子的计算方法。同时,结合水力压裂过程中的具体受力情况,建立了主裂缝壁面上及主裂缝壁面的水平切面上任意一条裂缝缝端应力强度因子的计算模型。

《脆性岩石多裂缝干扰情形下剪切扩展机理研究》为作者:罗天雨最新的研究成果,本论文的主要观点为海洋及陆地上赋存有丰富的页岩油,由于储层岩性致密,需要采用体积压裂技术提高产能,而研究体积压裂过程中岩体内多个天然裂缝的扩展规律及其影响因素对于裂缝网络的形成至关重要。在线弹性断裂力学理论的基础上,使用有效剪切应力,考虑T应力影响,建立了多裂缝条件下任意一条I-II型复合裂缝端部应力强度因子的计算方法。结合水力压裂过程中的具体受力情况,建立了主裂缝壁面上及主裂缝壁面的水平切面上任意一条裂缝缝端应力强度因子的计算模型。采用应力叠加原理,针对无限大平面岩体中存在多条穿透型裂缝的情形,建立了裂缝端部的组合干扰应力计算模型。运用剪切破裂及平面应变理论,建立了受远场地应力作用及裂缝面受水压力作用下,存在多条同轴裂缝时,脆性岩石中,主裂缝壁面上及主裂缝两侧岩体的水平切面上天然裂缝的起裂方向及起裂条件模型。 根据模拟结果,在主裂缝壁面上,当σH>σv>σh或者σH>σh>σv时,当裂纹角度在一定范围内,多条裂缝存在时,天然裂缝产生剪切破裂所需的缝内压力下降;当裂纹角度超过一定大小,产生剪切破裂所需缝内压力反而增加。在主裂缝两侧岩体的水平切面上存在多条裂缝存在时,在一定裂纹角度范围内,剪切破裂所需的远端净压力下降;裂纹角度超过一定大小,所需远端净压力增加或基本不变。整体上,多条裂缝的存在降低了剪切破裂时的远端净压力,有利于裂缝网络的形成。现欲投《特种油气藏》,不知是否符合录用要求,望您批评与指正。

初审意见:

这篇论文主要研究了脆性岩石在多裂缝干扰情况下的剪切扩展机理,旨在为形成裂缝网络提高页岩油储层产能提供理论支持。

该研究利用有效剪切应力方法和考虑T应力影响,建立了多裂缝条件下任意一条I-II型复合裂缝端部应力强度因子的计算方法。同时,结合水力压裂过程中的具体受力情况,建立了主裂缝壁面上及主裂缝壁面的水平切面上任意一条裂缝缝端应力强度因子的计算模型。通过应力叠加原理,针对无限大平面岩体中存在多条穿透型裂缝的情形,建立了裂缝端部的组合干扰应力计算模型。最后,运用剪切破裂及平面应变理论,建立了受远场地应力作用及裂缝面受水压力作用下,存在多条同轴裂缝时,脆性岩石中,主裂缝壁面上及主裂缝两侧岩体的水平切面上天然裂缝的起裂方向及起裂条件模型。

根据模拟结果,在主裂缝壁面上,当σH>σv>σh或者σH>σh>σv时,当裂纹角度在一定范围内,多条裂缝存在时,天然裂缝产生剪切破裂所需的缝内压力下降;当裂纹角度超过一定大小,产生剪切破裂所需缝内压力反而增加。在主裂缝两侧岩体的水平切面上存在多条裂缝存在时,在一定裂纹角度范围内,剪切破裂所需的远端净压力下降;裂纹角度超过一定大小,所需远端净压力增加或基本不变。整体上,多条裂缝的存在降低了剪切破裂时的远端净压力,有利于裂缝网络的形成。

该研究成果对于形成裂缝网络提高页岩油储层产能具有重要意义,可以提供理论支持和实践指导。需要注意的是,该研究仅考虑了多裂缝干扰情况下的剪切扩展机理,未来可以进一步研究其他因素对于页岩油储层产能的影响。

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