基于颗粒流的页岩破裂机理试验研究

• 作者: 姚军 曾青冬
• 来源期刊: 石油钻探技术
• 学科: 工学
• 关键词: 颗粒流 页岩 预制裂纹 巴西劈裂试验 水力劈裂
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 所属期刊栏目: 页岩气压裂技术专题
• 页码范围: 33-37
• 页数: 5页
• 分类号: TE357.1+1
• 字数: 3181字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11911/syztjs.201501006

摘要

为探究页岩气藏水力压裂复杂裂缝网络的形成机理,开展了基于颗粒流的页岩破裂数值试验研究.根据页岩的岩石力学性质,采用并行PSO算法反演得到页岩颗粒细观力学参数,并基于PFC离散单元模型分别进行了预制2条裂纹下的巴西劈裂和水力劈裂数值试验,通过改变试验参数分析了裂纹相互作用对其扩展的影响.数值模拟发现:巴西劈裂试验预制裂纹夹角为30°和45°时,垂直裂纹扩展至倾斜裂纹时停止扩展转而从倾斜裂纹两端开裂并扩展,变形由弹性变形变为塑性变形;裂纹夹角为90°时,垂直裂纹贯穿水平裂纹,变形主要是弹性变形;水力劈裂试验中,预制裂纹夹角越小,倾斜裂纹越容易发生剪切破坏,垂直裂纹越趋于改变扩展方向,扩展路径越复杂.研究表明,裂纹倾角对页岩气藏水力压裂缝网的形态具有重要作用,岩体应变达到峰值后轴向应力-应变呈现先减小后增大的余弦波函数关系,且倾角越小压裂缝网越复杂.