岩石定向水力压裂导控的数值分析

摘要

水力压裂是改变岩体结构的一种人为手段,为控制压裂裂隙的扩展方向,需要研究定向水力压裂导控技术.根据裂隙产生及扩展机理,通过水力压裂力学分析,总结出轴向楔形槽导控、环形楔形槽导控及控制孔导控3种定向水力压裂导控方法.为对比分析3种导控方法的效果,运用数值模拟试验方法,对常规(非定向)压裂、轴向楔形槽导控压裂、环形楔形槽导控压裂及控制孔导控压裂进行了数值模拟,通过声发射及剪应力分布研究了4种压裂方式下压裂过程中裂隙扩展动态特征,对比分析了4种压裂方式的微裂压力及破裂压力.结果表明:3种导控方法均可起到控制裂隙发展方向的作用,且有效降低了水力压裂的微裂压力和破裂压力,3种导控方法中以轴向楔形槽导控为最优.