煤炭学报

作者：张波, 郭帅, 杨学英, 李垚, 许新骥, 杨磊, 张柏楠,

关键词：水压致裂, X型裂隙, 裂尖位置, 水力裂缝扩展,

页岩气等非常规油气资源逐渐成为资源开采的热门领域。提高非常规油气藏的渗透率是目前面临的突出问题，水力压裂技术是当前提高非常规油气藏渗透率主要技术手段之一。为探究天然岩体中的X型裂隙对水力裂缝扩展规律的影响，采用真三轴水压加载系统，对含预置X型裂隙的类岩石试件进行了水力压裂实验，研究了多种X型裂隙形态在不同围压下对水力裂缝扩展的影响，并使用数值计算软件Abaqus中的扩展有限元(XFEM)方法对部分实验工况进行了数值模拟。研究结果表明:X型裂隙裂尖位置对水力裂缝的扩展有诱导作用，水平应力差系数越低，天然裂隙裂尖对水力裂缝扩展方向的诱导作用越强;随着水平应力差系数的增大，裂尖位置对水力裂缝扩展的诱导作用减弱，水力裂缝逐步向水平最大主应力方向扩展。主、次裂隙裂尖距离较近时，两裂尖所处位置的应变能密度较大，主、次裂隙裂尖对水力裂缝扩展诱导具有集中强化效应，水力裂缝更易向裂尖位置扩展;主、次裂隙裂尖处于近似关于水平最大主应力方向对称的位置，主、次裂隙裂尖的应变能密度比较接近，主、次裂隙裂尖对水力裂缝扩展诱导作用具有平衡弱化效应，裂尖对水力裂缝的诱导作用减弱，水力裂缝更易向水平最大主应力方向扩展。

来源：2019年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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