应力环境对层面区域水压裂缝扩展的影响

孙泽良^1,2，黄炳香^3,4，张佳兴^3,4，陈必武²，张统^3,4

1. 中国矿业大学资源学院2. 中石油华北油田分公司煤层气勘探开发事业部3. 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室4. 中国矿业大学矿业工程学院

摘 要：无论是传统的煤炭、石油、天然气资源开采,还是新兴的非常规天然气开采,控制水压裂缝尽量在指定的资源储层中横向延伸、限制储层外垂向水压裂缝的数目和扩展长度是提高水压致裂效率和保护地层环境的有效途径。层面所处的应力环境是影响水压裂缝扩展的关键因素。采用RFPA2D-Flow,对不同应力环境下,水压裂缝初至层面的扩展行为、沿层面水压裂缝最大开裂长度和水压裂缝的破坏形态进行了模拟。模拟结果表明:1应力环境对水压裂缝初至层面时的扩展行为没有影响;2沿层面水压裂缝扩展的最大长度随主应力比的增加呈双曲线降低;3双向等压时,水压致裂沿层面方向的影响范围最大;4随着主应力比的增加,层面对水压裂缝扩展的影响逐渐减小,应力的作用逐渐增加,水压裂缝沿垂直于最小主应力方向穿层面扩展。

关键词：水压致裂;层面;应力;水压裂缝;数值模拟;