水力压裂裂缝扩展规律实验研究

摘要

我国煤层气的赋存具有“三低一高”的特点，为最大程度地提高煤层的渗透性必须采取一定的增透措施。水力压裂技术是水力化措施中最有效、简便的方法，已在国内外得到广泛应用。本文借助水力压裂实验系统、煤岩端面三维扫描系统、位移计，研究了水力压裂过程中不同应力、不同尺寸、不同天然裂缝形态对破裂压力、水力裂缝的影响规律，提取了水力裂缝信息，获得了不同主应力差条件下水力裂缝的开度。
　　（1）通过借鉴前人的研究成果，相似材料中选定水泥、石膏作为胶结材料，煤粉作为充填材料，按照配比为水泥：石膏：煤粉：水=2:1:1:2制作相似材料，以成型水力压裂实验试件。
　　（2）运用水力压裂实验系统进行了不同应力、不同的天然裂缝形态、不同尺寸试件的水力压裂实验。研究结果表明：当垂向应力一定，主应力差越大，破裂压力越小，延伸压力越小，破裂面表面积越大，裂缝开度越小；当三向应力中的两者越接近，水力裂缝扩展越随机，破裂情况越复杂，但分叉的水力裂缝仍旧沿着最大主应力方向扩展，与最大主应力方向存在一定的夹角；不同形态的天然裂缝，不同程度地影响了水力裂缝的扩展路径，导致裂缝形态变得复杂多变。

目录

声明

致谢

1 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究内容及技术路线

2 相似材料的制作及其相关特性

2.1 相似材料的选择

2.2 单轴压缩实验

2.3 巴西劈裂实验

2.4 坚固性系数测试实验

2.5 渗流实验

2.6 本章小结

3 水力压裂实验研究

3.1 水力压裂实验概述

3.2 小试件不同条件下水力压裂实验

3.3 大试件真三轴水力压裂实验

3.4 二维三维应力条件下水力压裂结果对比分析

3.5 本章小结

4 结论与展望

4.1 主要结论

4.2 展 望

参考文献

作者简历

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