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国内刊号：61-1155/P
国际刊号：1001-1986
发布日期:
作者：李彦伟, 朱超凡, 曾壹坚, 水浩澈, 范存翰, 郭威,
关键词：油页岩, 水力压裂, 层理厚度, 层理间距, 地应力, 数值模拟, 裂缝扩展规律, 鄂尔多斯盆地,
目前水力压裂是油页岩储层开发的主要技术手段之一，油页岩层理特征的差异对压后裂缝形态起主要影响作用，目前研究大多聚焦在层理发育程度对裂缝扩展的影响，忽略层理厚度本身对水力裂缝扩展的影响。以鄂尔多斯盆地旬邑地区油页岩为研究对象，基于线弹性断裂力学理论，构建应力−损伤−渗流的水力压裂裂缝扩展模型，并采取全局FEM-CZM的数值模拟方法，分析层理厚度、层理间距、地应力场对水力压裂裂缝扩展的影响规律，对比不同影响因素下裂缝的破坏类型、裂缝长度和层理沟通面积。结果表明：(1) 层理厚度影响层理面对水力裂缝的拦截能力，在层理厚度较大时，会导致裂缝在层理面上扩展的倾向更强，发生张拉破坏，所对应的裂缝长度和层理沟通面积更大。(2) 层理间距影响水力裂缝到达层理面的时间，较小的层理间距水力裂缝会直接穿透层理面，较大的层理间距增加裂缝扩展的阻力，伴随层理间距越大，发生张拉破坏，水力裂缝长度和层理沟通面积越大。(3) 地应力场决定水力裂缝扩展方向，垂向地应力差较大时，垂向应力会对层理有压实作用，导致更容易穿透层理面扩展，垂向地应力差较小时，水力裂缝在层理面扩展多发生弯曲、分支情况，所对应裂缝长度和层理沟通面积均增加。建议在压裂施工选址方面选择层理厚度较大、层理间距较大、垂向地应力场较小的区域，更有利于形成高效渗流传热通道，该研究可为旬邑地区油页岩水力压裂施工提供指导。
来源：2023年第11期
《煤田地质与勘探》期刊编辑部
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