| 考虑页岩层理剪切滑移的水力裂缝几何参数计算方法 |
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| 引用本文： | 杨焕强,刘杨,张晴晴,熊冬.考虑页岩层理剪切滑移的水力裂缝几何参数计算方法[J].岩土力学,2023(2):461-472. |
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| 作者姓名： | 杨焕强 刘杨 张晴晴 熊冬 |
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| 作者单位： | 1.长江大学石油工程学院430100;2.长江大学油气钻完井技术国家工程研究中心430100;3.长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室430100;4.中石油新疆油田开发公司834000;5.中国石油大学(北京)石油工程学院102249; |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(No.51704037)。 |
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| 摘 要： | 针对现有页岩气体积压裂层理裂缝扩展模型及其计算方法研究的不足，基于三点弯曲试验，结合数字图像法获取了页岩层理关键力学参数；利用弹性力学理论和线弹簧模型建立了页岩气体积压裂层理裂缝扩展拟三维数学模型，并得到了试验验证；开发了裂缝几何参数计算程序，计算分析了层理参数与压裂施工参数对水力裂缝扩展的影响规律。结果表明：当层理刚度小于10 GPa/m及大于30 GPa/m时，剪切滑移量达到极大值及极小值，且基本保持不变，当层理刚度在10～30 GPa/m之间时，层理刚度与剪切滑移量呈线性负相关关系；当层理密度为5～7条时，主裂缝会沟通更多的层理；当层理强度为5～8 MPa时，水力裂缝易穿层扩展，且能使层理产生剪切滑移，从而生成复杂裂缝；当压裂液排量和压裂液黏度分别在9～12 m3/min和2.5～5m Pa·s范围内时，水力裂缝易穿层扩展，最终形成十字型裂缝，有助于复杂裂缝的形成。该研究对认识页岩层理力学性能及其对层理裂缝扩展规律的影响有一定的指导意义。
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| 关 键 词： | 页岩层理 体积压裂 三点弯曲 拟三维模型 剪切滑移 |
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