三轴应力下水压致裂引起页岩网状破裂与各向异性

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• 作者：王小琼葛洪魁
• 会议时间：2014-10-19
• 关键词：页岩气 ; 三轴应力 ; 水压致裂 ; 网状破裂 ; 各向异性
• 作者单位：中国石油大学(北京)非常规天然气研究院 北京 102249
• 母体文献：2014年中国地球科学联合学术年会论文集
• 会议名称：2014年中国地球科学联合学术年会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国地球物理学会
• 语种：chi
• 分类号：U66;TU5

摘要

页岩气的开采主要是通过提高渗透率实现,即通过压裂改造(水平井分段多级压裂等方法)使页岩内部人工缝与天然缝相互贯通形成结构复杂的"弥散式体积裂缝网络(体积压裂)"而提高产能.为此在实验室内开展了三轴加载条件下脆性页岩的水力致裂过程的实验研究.本次实验的两块样品取自深约1145米的重庆气井,样品直径40mm,长度80mm. 相比应变测量,弹性波波速对裂缝的产生更为敏感。在实验中,应变没有监测到其扩容,但应力达到一定程度,波速因为裂缝的产生而发生了降低。 沿垂直于轴向应力方向上的波速(无论是P波速是S波)都比其它路径上的波速要敏感。 本次实验的页岩样品具备强非均质性。但各向异性较弱,小于15%,破裂时各向异性增强。 声发射定位结果与破裂后岩样的分析一致,其中第一块页岩剪切成缝,而第二块页岩由于水力致裂,形成了网状裂缝。 页岩渗透率极低,扩容后大量裂缝产生,波速降低,注水后渗流传递孔隙压力,当孔隙压传递到一定程度后,瞬问发生动态破裂,引起的渗透率增大了约两个量级。