岩样密实度对水力压裂特征参数的影响研究

摘要

为研究水力压裂在不同致密程度岩样中的压裂效果及其流固耦合作用机理,制作了不同密实度的两种重塑样,利用真密度测试仪、声波测试系统分别测定了两种试样的孔隙比例、声波大小,并结合三轴加载水力压裂监测系统,模拟一定地层压力条件下不同密实度试样的水力压裂试验.分析不同孔隙度下声波试验获得的声波数据得出:试验制得的试样致密程度不同,孔隙大的试样密实度较小,波速大小与试样密实度呈正相关;水力压裂试验中,致密试样的裂缝扩展方向与最大主应力平行.水压曲线变化趋势为:低密实度时,达到峰值压力的时间较峰后段持续时间短,高密实度试样则相反;低密实度试样的破裂压力值低于水力压裂缝内水压曲线的峰值,高密实度试样两压力值相当.结合高、低密实度试样的分析并进行高密实度试样的无围压试验可以得出:较小的流量变化对致密度较大的试样裂缝扩展方向影响较小,说明其渗流作用较弱.应力集中效应在无围压的试样和低密实度试样均表现明显,这说明,水力压裂试验中应力集中现象在低密实度试样中表现明显,这与其渗流作用较强有关,水力压裂渗流作用与注液流量正相关,在低密实度试样表现显著.