裂缝扩展

摘要： 钢衬钢筋混凝土管道在设计上允许外包混凝土开裂,确定其裂缝发展规律和结构的承载特性是评估管道能否长期安全稳定运行的前提,但现有的解析公式多是半理论半经验公式,不同的公式计算结果误差较大,有限元法成为了主要的分析方法.以往的有限元模型多基于损伤或者断裂理论,较少考虑二者的耦合作用,本文结合三峡水电站大比尺试验模型,建立了基于黏聚裂缝模型的有限元模型,在管道混凝土中插入内聚单元综合模拟了混凝土开裂过程中的损伤和断裂特性,得到了管道结构开裂前后的钢材应力变化规律、裂缝扩展形态以及裂缝宽度,进一步系统地讨论了内聚参数和网格尺寸的影响.有限元模拟裂缝扩展形态与模型试验时裂缝宽度中间宽、两侧较小的结论一致.管腰和管顶典型部位的裂缝宽度值与模型试验误差在10％以内,且钢材应力起伏与裂缝位置相呼应.更改内聚参数和网格尺寸发现,在合理的取值范围内,混凝土裂缝扩展、钢材承载规律与试验结果基本一致,但内聚刚度取值过小会导致混凝土开裂提前,黏结系数取值过大或者单元尺寸过大会使计算结果的精度降低.因此在采用黏聚裂缝模型模拟管道混凝土开裂时,应在保证计算收敛的前提下,尽可能取较小的黏结系数和足够大的内聚刚度,以提高计算结果的精度.

摘要： C-1区块属于滩浅海低渗透油藏,前期采取的常规压裂改造手段,增产效果不明显。因此本文通过理论分析计算、裂缝扩展模拟,油藏数值模拟,从该区块地质条件对于体积压裂的适应性、形成复杂缝网的最低临界排量、最优改造规模、海上体积压裂的施工组织四个方面分明确了该区块实施体积压裂的可行性,研究结果表明:该区块储层整体脆性条件较好,主力层位发育有层理,水平地应力差异系数较低,具有进行体积压裂的地质条件;由于区块的水平主应力差较小,天然裂缝发育的储层大多可在较小的排量下实现体积压裂,A井体积压裂的最低临界排量等于6m^(3)/min;通过建立产能和体积压裂规模的关系,综合优选得到A井的体积压裂最优规模为550m^(3)压裂液+55m^(3)砂;为实现海上体积压裂的施工组织,建议采用可即配即用的海水基压裂液体系,采取压裂船作业方式。

摘要： 溶洞是缝洞型碳酸盐岩油藏中主要的储集空间,开采缝洞型油藏的基本思路是通过水力压裂产生裂缝沟通井眼和溶洞。基于TOUGH-AiFrac耦合求解器,分别研究了不同注水压力和溶洞内压对水力裂缝扩展的影响规律。结果表明,随着注水压力的增加,水力裂缝受地应力的影响逐渐减弱,更加倾向于沿着初始方向起裂并扩展。当注水压力大于1.6倍水平最大主应力时,裂缝起裂方向变化幅度明显减小,起裂方向趋于稳定;注水压力大于2.4倍水平最大主应力时,裂缝扩展形态趋于稳定。溶洞内压越大,溶洞对水力裂缝的作用越强,内部压力达到2倍水平最大主应力的溶洞对水力裂缝存在吸引作用,且其吸引作用随着溶洞内压的增加而增强,随着注水压力的增加而减弱。研究成果对于根据储层地质条件优化压裂作业参数提高采收率具有一定的指导意义。

摘要： 采用非接触式观测技术(DIC)和传统电测法,对不同再生粗骨料取代率(0%、30%、50%、70%、100%)的混凝土进行三点弯曲梁断裂性能试验,得到双K断裂参数、裂缝口张开位移(CMOD)、裂缝尖端张口位移(CTOD)、裂缝扩展长度(Δa)以及裂缝扩展路径,验证DIC非接触观测技术的有效性。结果表明:当再生骨料取代率为100%时,起裂韧度和失稳韧度分别下降了15.81%和15.39%;随着再生骨料取代率的增大,PCMOD、P-CTOD、P-Δa曲线下降段斜率增大;DIC方法能够有效捕捉到裂缝的扩展过程,并且与夹式引伸计测得的CMOD值二者吻合良好;CTOD的DIC实测值和公式计算值变化趋势较为一致;在试验结果的基础上,通过P/P_(max)与Δa/Δac的关系拟合曲线,可以获得不同再生骨料取代率的试件在不同荷载下的Δa估算值。

摘要： 混凝土桥塔的裂缝扩展直接影响桥塔的使用寿命,为了探讨温度场对桥塔既有裂缝宽度的影响,以某双塔悬索桥混凝土桥塔为例,对混凝土桥塔的日照温度场、裂缝宽度和深度进行观测,并建立混凝土桥塔实体三维模型,模拟了桥塔的温度场和裂缝的扩展情况。通过实测值与理论计算值比较分析表明,3个季节塔壁内、外表面温度随时间变化近似均呈正弦曲线变化趋势,塔外日较温差比塔内大;桥塔沿壁厚4个方向的温差变化趋势相近,且桥塔内、外表面最大正、负温差均发生在冬季,最大值分别为20.4°C、-11.5°C。桥塔裂缝随着塔壁厚度方向温差变化有明显的闭合和张开现象,最大幅值约为0.14 mm,但裂缝扩展并不明显,可认为裂缝扩展到一定程度后不再发展。然而桥塔裂缝闭合和张开现象造成裂缝修补困难,常规修补方法效果不是很理想,这与实桥裂缝修补后再次开裂的现象十分吻合。

摘要： 为了解决低渗透煤层瓦斯抽排难的问题,本文以杜家沟矿2104工作面为研究背景,利用数值模拟与现场实践相结合的方法对低渗透煤层水力压裂增透技术进行研究,发现随着水力压裂注液压力的增加,岩石裂缝扩展速度越快且扩展的长度越长,随着岩石弹性模量的增加,在注液压力一定时,岩石压裂裂缝的扩展长度越短。同时通过现场实践验证发现,经过水力压裂后低渗透煤层的瓦斯抽排效果明显较佳,验证了水力压裂对低渗透煤层增透技术的可行性,为矿井低渗透煤层瓦斯抽采提供参考与借鉴。

摘要： 为明确地应力差、排量以及压裂级数对页岩水平井分段压裂裂缝扩展的影响规律,基于真三轴水力压裂试验系统,以露头页岩试样(300 mm×300 mm×300 mm)为研究对象,结合分段压裂裂缝诱导应力检测和水力压裂试验后试件裂缝三维形态结构新方法,在最大水平应力>垂直应力>最小水平应力条件下,开展页岩露头水平井多级压裂试验研究,探究地应力差、泵注排量和压裂级数对页岩水平井分段多级压裂裂缝扩展的影响规律.研究表明:由于上覆应力低于最大水平主应力,且水平应力差(数值等于最大水平应力减去最小水平应力)不变,上覆应力的减小易导致层理缝的开启;水平应力差越大,产生的横切井筒水力裂缝扩展距离越远;小排量下净压力低,压裂液易滤失,不易产生深穿透的主裂缝;压裂级数少的缝间干扰弱,能够开启相应级数的水力裂缝;地应力状态影响着层理缝及岩样的压实,上覆应力低时,压裂液易渗入层理缝,诱导应力值较小,且较为波动.结合泵注压力曲线和诱导应力曲线能更准确地了解水力压裂裂缝扩展的过程,推进对水平井多级分段压裂裂缝扩展规律的深入研究.

摘要： 玛湖凹陷石油地质储量大,二叠系风城组储集层厚度大,油气显示佳,但薄互层岩性组合复杂,地应力变化大,需要精细分层压裂实现储量充分动用。基于数值模拟方法,研究多段储集层合压时压裂裂缝扩展的影响因素,为储集层压裂方案的选择提供依据。结果表明:储集层应力差对压裂裂缝扩展的影响最大,压裂液排量和黏度次之,储集层厚度比影响最小。基于BP神经网络算法,对数值模拟结果开展机器学习,建立了综合考虑地质和工程因素的多因素精细分压决策模型。采用该决策模型在玛南斜坡风城组开展了6井次的合分压预判与施工参数优化,实现压裂改造后试产普遍自喷,部分井日产油10.34~32.37 t,单井平均产量较采用传统压裂工艺提升近50%,可供同类油藏开发参考。

摘要： 玛湖油田百口泉组致密砾岩油藏推广小井距开发,亟需建立配套的致密储集层可压裂性评价模型。优选了弹性模量、泊松比和最小地应力等参数,结合岩心、测井、地震等资料,对玛131井区进行了三维地质力学建模。通过研究区储集层可压裂性指数(0.38~0.91)空间分布的确定,结合12口水平井的微地震裂缝监测和生产数据,可压裂性指数计算结果与水平井裂缝扩展方向、规模和实际生产现状均吻合,可为研究区砾岩油藏开发提供依据。

摘要： 煤层顶板分段压裂水平井是实现碎软低渗煤层煤层气高效抽采的有效技术。依托“十三五”国家科技重大专项课题,围绕煤层顶板分段压裂水平井煤层气高效抽采技术,采用理论分析、数值模拟等手段,对比不同地应力状态下裂缝的穿层扩展形态,研究水平井布井方位与最小水平主应力方向夹角对裂缝转向扩展的影响,分析多簇射孔条件下裂缝的竞争扩展现象。结果表明:(1)煤层顶板分段压裂水平井技术应用于碎软低渗煤层煤层气开发具有避免钻井液污染储层、提高水平井钻井施工安全性、提高固井质量、提高压裂改造效果、控制煤粉产出等优势。(2)地应力是裂缝穿层扩展的关键控制因素。为保证裂缝穿层扩展,垂向应力需大于最小水平主应力,顶板最小水平主应力需大于煤层,并且层间应力差为1~3 MPa时,既能够保证裂缝的穿层扩展效果,也能避免裂缝的起裂和延伸压力过高;“上覆岩层–顶板–煤层”应力剖面为“低–高–中”型时,水平井与煤层顶面的距离对于裂缝的穿层扩展效果影响较大;推荐水平井水平段与煤层顶面距离小于2.0 m。(3)水平井布井方位与最小水平主应力方向夹角越大,裂缝转向半径和转向距离越大,在压裂段间距相同的条件下,夹角为45°时缝间干扰程度比夹角为0°时强,不利于后续压裂段裂缝扩展,建议水平井布井方位与最小水平主应力方向夹角±15°以内。(4)对于分段多簇压裂,缝间应力干扰、压裂液流动摩阻、射孔孔眼摩阻共同导致各射孔簇裂缝非均匀扩展,可通过限流压裂、裂缝暂堵等手段促进裂缝均匀扩展。(5)工程试验取得了良好的产气效果,裂缝延伸特征与理论研究吻合度高。研究成果可为煤层顶板水平井的施工参数优化设计和推广应用提供借鉴。

摘要： 部分页岩油气层中存在广泛发育的砂质夹层/纹层,其对页岩压裂的影响尚未明确,为此本文主要研究了页岩中非均质分布的夹层对水力压裂的影响.首先建立带砂岩夹层的三维页岩储层模型,通过编写二次开发程序定义模型中的输出参数变量,通过Abaqus中conhesive单元进行页岩中的水力裂缝扩展的数值模拟,分析了夹层对起裂压力延伸压力、裂缝宽度、裂缝扩展速度等因素的影响.结果表明,粉砂质夹层的存在使压裂初期井底压力曲线发生改变.随着夹层累积厚度的增加,裂缝起裂压力无变化,裂缝延伸压力降低,裂缝宽度降低,裂缝延伸速度增加;与均质页岩地层相比,更有利于形成长窄缝,提升了压裂效果.通过对带夹层页岩水力压裂的数值模拟,评价了隔夹层对水力压裂的影响,为同类型地层的压裂提供了重要参考.

摘要： 有限离散元法结合了有限元和离散元的特点,能够将有限元建立的连续材料模型转变为离散元的非连续材料模型,解决了传统数值模拟中裂缝不能交叉的问题.基于四川某致密砂岩油气藏资料,利用有限离散元方法建立的水力压裂数值模型,较为系统地分析了不同参数下对致密砂岩储层裂缝扩展的影响,并结合物模实验进行验证.研究表明:径向孔对地应力有诱导和干扰作用;孔数越多且孔间相位角越小,应力影响面积越大,越容易产生复杂裂缝;裂缝偏转程度随方位角和水平应力差的增大而增大,随施工排量的增大而减小,随着压裂液粘度的增大呈先增大后减小的趋势;应选择较小水平地应力差区域的井进行施工,方位角控制在30°以内,以低粘度压裂液进行大排量施工,必要时可进行相位角小于60°的多向径向钻孔压裂施工,加强径向孔对裂缝的引导效果,使裂缝复杂程度更高.

摘要： 地应力的差异性对劈裂注浆的裂缝扩展有着重要的影响.针对油页岩原位裂解区止水,本文提出定向射孔与劈裂注浆相结合的新方法,引导裂缝扩展.根据油页岩参数,利用RFPA软件,分析有无射孔对裂缝扩展的影响,并进一步分析地应力差异对有射孔时裂缝扩展的影响.结果表明,与无射孔注浆相比,有射孔注浆可定向劈裂并减小注浆压力;当x方向应力大于y方向应力时,射孔之间产生的大量裂缝将射孔连通形成帷幕;当x方向应力小于y方向应力时,随着应力差异的逐渐变大,裂缝扩展逐渐从x方向向y方向偏转,直到应力差异成为影响裂缝扩展的主要因素,射孔之间才未形成裂缝且不能连通.此研究成果可为油页岩原位裂解区止水工程提供借鉴.

摘要： 对于低渗透油页岩矿藏的开发,超临界二氧化碳(SC-CO2)压裂技术有效规避了水力压裂会引起的地层伤害、诱发地震和环境污染等问题,且由于其在起裂压力、沟通微裂缝、形成复杂缝网上的优势,是目前一项热门的无水压裂技术.本文详细介绍了SC-CO2压裂技术的技术特点和近年来SC-CO2压裂的实验与数学模型研究.从裂缝扩展规律性实验、在SC-CO2作用下的岩性变化实验、SC-CO2压裂液体系的研制以及SC-CO2流体携砂流动、井内温度场、裂缝起裂扩展数学模型的相关研究中,探讨目前SC-CO2压裂技术的研究进展与不足,并在增粘剂的设计、裂缝有效性的评价、填砂裂缝网络提高油页岩储集层传热和渗流能力等方面的研究提出了建议,对SC-CO2压裂技术的未来发展具有参考意义.

摘要： 沉积结构面的存在显著影响页岩等岩石沿不同方向的物理和力学特性.为研究层理对岩石水力压裂响应的影响,本文开展了基于微观结构的各向异性岩石水力压裂半定量离散元模拟.通过在由平行黏结模型组成的各向同性岩石中插入一系列光滑节理显式表征各向异性岩石的微观层理结构.采用颗粒尺度上的管域模型描述岩石的水力耦合行为.分别开展了各向同性和各向异性岩石在无围压和有围压条件下的水力压裂过程模拟.结果表明,各向同性岩石在无围压状态下,水力压裂裂缝扩展表现出一定的随机性,裂缝的起始和扩展主要沿着最弱黏结处进行.边界应力即围压的存在控制了各向同性岩石的裂缝沿着最大主应力方向发展.该结果与断裂力学预测结果一致.在无围压条件下,各向异性岩石的水力压裂裂缝沿着结构面的方向阶梯状发展.有围压条件下,各向异性岩石的水力压裂起始裂缝沿层理方向扩展至一定距离后转向最大主应力方向.本文证实了基于微观结构的离散元模型模拟页岩水力压裂的可行性,为后续建立定量的多尺度模型提供了基础.

摘要： 采用水力压裂伺服系统、声发射定位系统在三轴应力条件下对人造岩样进行水力压裂物理模拟实验,通过声发射动态监测和压裂后岩样剖切等分析了裂缝的扩展规律.参考X油田与Y油田葡萄花油层的岩石物性与沉积特征,实验共设计4组人造岩样并针对三种射孔方式进行研究分析.结果表明:(1)随着簇孔的增多或者簇孔涉及范围的增大,应力由集中向分散转变,增加了岩石内部的抗压能力,使裂缝发育的范围逐渐扩大.(2)垂向分层时,岩样破裂位置一般与簇孔位置关系密切,但若渗透率较高,其可扩展空间增大从而不易破裂.通常裂缝在渗透率相对较低的弹性层进行破裂.(3)当射孔数量减少或者是降低时,岩层内部所能承受的最大射孔压力有所降低,通常更加容易产生破裂,但延展性较弱.此次实验不仅研究了不同岩性组合下水力压裂缝延展规律与发育特征,而且还研究了不同射孔方式对裂缝形态的影响,对油田水力压裂生产中急需了解的水力压裂缝延伸规律具有指示意义.

摘要： 采用水力压裂伺服系统、声发射定位系统在三轴应力条件下对人造岩样进行水力压裂物理模拟实验,通过声发射动态监测和压裂后岩样剖切等分析了裂缝的扩展规律.参考X油田与Y油田葡萄花油层的岩石物性与沉积特征,实验共设计4组人造岩样并针对三种射孔方式进行研究分析.结果表明:(1)随着簇孔的增多或者簇孔涉及范围的增大,应力由集中向分散转变,增加了岩石内部的抗压能力,使裂缝发育的范围逐渐扩大.(2)垂向分层时,岩样破裂位置一般与簇孔位置关系密切,但若渗透率较高,其可扩展空间增大从而不易破裂.通常裂缝在渗透率相对较低的弹性层进行破裂.(3)当射孔数量减少或者是降低时,岩层内部所能承受的最大射孔压力有所降低,通常更加容易产生破裂,但延展性较弱.此次实验不仅研究了不同岩性组合下水力压裂缝延展规律与发育特征,而且还研究了不同射孔方式对裂缝形态的影响,对油田水力压裂生产中急需了解的水力压裂缝延伸规律具有指示意义.

摘要： 采用水力压裂伺服系统、声发射定位系统在三轴应力条件下对人造岩样进行水力压裂物理模拟实验,通过声发射动态监测和压裂后岩样剖切等分析了裂缝的扩展规律.参考X油田与Y油田葡萄花油层的岩石物性与沉积特征,实验共设计4组人造岩样并针对三种射孔方式进行研究分析.结果表明:(1)随着簇孔的增多或者簇孔涉及范围的增大,应力由集中向分散转变,增加了岩石内部的抗压能力,使裂缝发育的范围逐渐扩大.(2)垂向分层时,岩样破裂位置一般与簇孔位置关系密切,但若渗透率较高,其可扩展空间增大从而不易破裂.通常裂缝在渗透率相对较低的弹性层进行破裂.(3)当射孔数量减少或者是降低时,岩层内部所能承受的最大射孔压力有所降低,通常更加容易产生破裂,但延展性较弱.此次实验不仅研究了不同岩性组合下水力压裂缝延展规律与发育特征,而且还研究了不同射孔方式对裂缝形态的影响,对油田水力压裂生产中急需了解的水力压裂缝延伸规律具有指示意义.

摘要： 采用水力压裂伺服系统、声发射定位系统在三轴应力条件下对人造岩样进行水力压裂物理模拟实验,通过声发射动态监测和压裂后岩样剖切等分析了裂缝的扩展规律.参考X油田与Y油田葡萄花油层的岩石物性与沉积特征,实验共设计4组人造岩样并针对三种射孔方式进行研究分析.结果表明:(1)随着簇孔的增多或者簇孔涉及范围的增大,应力由集中向分散转变,增加了岩石内部的抗压能力,使裂缝发育的范围逐渐扩大.(2)垂向分层时,岩样破裂位置一般与簇孔位置关系密切,但若渗透率较高,其可扩展空间增大从而不易破裂.通常裂缝在渗透率相对较低的弹性层进行破裂.(3)当射孔数量减少或者是降低时,岩层内部所能承受的最大射孔压力有所降低,通常更加容易产生破裂,但延展性较弱.此次实验不仅研究了不同岩性组合下水力压裂缝延展规律与发育特征,而且还研究了不同射孔方式对裂缝形态的影响,对油田水力压裂生产中急需了解的水力压裂缝延伸规律具有指示意义.

摘要： 新疆博斯腾湖东泵站工程处于强侵蚀性地质环境,为抵御外界环境的侵蚀,提高建筑物的耐久性,工程建筑物混凝土采用了抗侵蚀高性能混凝土.如何在恶劣的外部环境条件下做好大体积混凝土的温控和保湿措施,对于提高混凝土浇筑质量、最大限度发挥高性能混凝土性能是关键因素.

摘要： 本发明涉及裂缝起裂扩展与支撑裂缝应力敏感性评价装置及方法。该装置包括岩心部分、围压加载部分、压裂液泵注部分、应力敏感测试部分、裂缝监测部分。该方法包括：步骤1、设置X、Y、Z三轴压力，对岩心施加三轴载荷；步骤2、计算井筒向储层流动或是储层向井筒流动的岩心单轴渗透率或三轴整体渗透率；步骤3、将压裂液加入中间容器一作为前置液，将压裂液与支撑剂加入中间容器二作为携砂液；步骤4、将前置液注入岩心内，待压开岩心后将携砂液注入岩心内；步骤5、向井筒或是三轴渗流板注水或注气，计算压裂后井筒向储层流动或是储层向井筒流动的岩心单轴渗透率或三轴整体渗透率。本发明能够指导水力压裂施工参数的优化，有效提高油气井产能。

摘要： 本申请公开了一种模拟裂缝性页岩储层中水力裂缝随机扩展的方法，包括：建立包含天然裂缝的裂缝性页岩储层模型；在Mesh模块中，以网格的方式划分整个目的区域；在已网格化的所述目的区域选中所需嵌入的集合区域，在选中的所述集合区域嵌入零厚度内聚力单元，形成具有孔压节点零厚度内聚力单元的裂缝性页岩储层模型网格集合；在Property模块中建立材料属性，并将其赋予不同的裂缝性页岩储层模型网格集合；在Assembly模块中将所有所述裂缝性页岩储层模型网格集合装配成裂缝性页岩储层模型；在Step模块中设置分析步；添加初始条件，模拟储层中水力裂缝随机扩展过程并进行该过程的有限元分析。

摘要： 本发明涉及裂缝起裂扩展与支撑裂缝应力敏感性评价装置及方法。该装置包括岩心部分、围压加载部分、压裂液泵注部分、应力敏感测试部分、裂缝监测部分。该方法包括：步骤1、设置X、Y、Z三轴压力，对岩心施加三轴载荷；步骤2、计算井筒向储层流动或是储层向井筒流动的岩心单轴渗透率或三轴整体渗透率；步骤3、将压裂液加入中间容器一作为前置液，将压裂液与支撑剂加入中间容器二作为携砂液；步骤4、将前置液注入岩心内，待压开岩心后将携砂液注入岩心内；步骤5、向井筒或是三轴渗流板注水或注气，计算压裂后井筒向储层流动或是储层向井筒流动的岩心单轴渗透率或三轴整体渗透率。本发明能够指导水力压裂施工参数的优化，有效提高油气井产能。

摘要： 本发明公开了一种裂缝性地层井壁裂缝扩展压力预测方法，包括以下步骤：建立井壁及裂缝周围岩石弹性变形的二维位移不连续方程，给出初始与边界条件；根据流体质量守恒，建立裂缝内流体流动的局部连续性方程；对建立的方程进行数值求解，给出裂缝性地层井壁裂缝扩展压力流‑固耦合数值模型整体求解方法；将地层地应力参数、岩石力学参数、裂缝几何参数、流体参数以及施工参数代入裂缝扩展压力流‑固耦合数值模型，模拟恒流量注入条件下井壁压力的响应特征和裂缝扩展动态。本发明能够考虑地层井壁‑裂缝系统的变形及流动耦合特性，准确预测井壁裂缝扩展压力及裂缝扩展行为，为指导裂缝性地层钻完井优化设计提供科学依据。

摘要： 本发明涉及一种模拟水力压裂裂缝和天然裂缝扩展影响的实验装置及方法。采用钢管模拟压裂管柱，浇铸成平面岩石试样并进行养护，然后制备带有随机斑点的岩石试样；然后将试样放置于可调节水力压裂腔内，对式样两侧施加不等的地应力，然后再通过压裂管柱注入压裂液，同时应用高速摄像机拍摄水力压裂过程中的裂缝扩展情况，利用应变仪收集水力压裂过程中的岩体变形情况，并检测泵注压力和应变变化。本发明可以直观的对水力裂缝和天然裂缝之间的相互作用力学关系进行分析，并可精确研究流量在相遇天然裂缝后的分配问题，同时对水力压裂的起裂规律、因水力裂缝扩展导致的岩体变形、不同强度天然裂缝张开、重启或者错断等复杂力学行为进行直观观测。

摘要： 本发明提供一种水力压裂裂缝在页岩储层天然裂缝界面扩展判识方法，属于页岩油气开发技术领域。该方法对于特定的页岩储层待压裂井，通过试井分析手段，测定储层各个方向主应力大小，通过室内试验测定页岩压裂层段地质力学参数，计算确定水力压裂裂缝扩展速度、页岩储层裂缝尖端应力强度因子、复合能量释放率、储层临界断裂韧度等，最终确定裂缝的断裂或者扩展形态。该方法对现有的水力压裂裂缝扩展模型进行了修正与完善，可以更为精确的判断水力裂缝在天然裂缝界面处的扩展行为，弥补了现有裂缝扩展模型在预测页岩储层天然裂缝界面处扩展行为的不足。

摘要： 本发明公开了一种基于3D打印预制裂缝的岩板裂缝扩展试验方法。所述方法包括：含预制裂缝的岩板的设计和3D打印；对含预制裂缝的3D打印岩板进行喷斑处理，使岩板表面斑化；将岩板安装于加载装置上，调整高速摄影相机进行对焦，完成高速摄影相机的标定；开展岩板单轴压缩试验，用高速摄影相机监测岩石变形、裂缝扩展‑贯通直至破坏的动态全过程；基于对岩板标定点的应变监测，分析岩石变形破坏过程中的应力‑应变特征；更换不同规格岩板重复试验，得到含不同预制裂缝的3D打印岩板的细观裂缝扩展‑贯通及破坏机理。

摘要： 本发明提供一种水力压裂裂缝在页岩储层天然裂缝界面扩展判识方法，属于页岩油气开发技术领域。该方法对于特定的页岩储层待压裂井，通过试井分析手段，测定储层各个方向主应力大小，通过室内试验测定页岩压裂层段地质力学参数，计算确定水力压裂裂缝扩展速度、页岩储层裂缝尖端应力强度因子、复合能量释放率、储层临界断裂韧度等，最终确定裂缝的断裂或者扩展形态。该方法对现有的水力压裂裂缝扩展模型进行了修正与完善，可以更为精确的判断水力裂缝在天然裂缝界面处的扩展行为，弥补了现有裂缝扩展模型在预测页岩储层天然裂缝界面处扩展行为的不足。

摘要： 本发明公开了一种裂缝性地层井壁裂缝扩展压力预测方法，包括以下步骤：建立井壁及裂缝周围岩石弹性变形的二维位移不连续方程，给出初始与边界条件；根据流体质量守恒，建立裂缝内流体流动的局部连续性方程；对建立的方程进行数值求解，给出裂缝性地层井壁裂缝扩展压力流‑固耦合数值模型整体求解方法；将地层地应力参数、岩石力学参数、裂缝几何参数、流体参数以及施工参数代入裂缝扩展压力流‑固耦合数值模型，模拟恒流量注入条件下井壁压力的响应特征和裂缝扩展动态。本发明能够考虑地层井壁‑裂缝系统的变形及流动耦合特性，准确预测井壁裂缝扩展压力及裂缝扩展行为，为指导裂缝性地层钻完井优化设计提供科学依据。

摘要： 本发明涉及一种模拟水力压裂裂缝和天然裂缝扩展影响的实验装置及方法。采用钢管模拟压裂管柱，浇铸成平面岩石试样并进行养护，然后制备带有随机斑点的岩石试样；然后将试样放置于可调节水力压裂腔内，对式样两侧施加不等的地应力，然后再通过压裂管柱注入压裂液，同时应用高速摄像机拍摄水力压裂过程中的裂缝扩展情况，利用应变仪收集水力压裂过程中的岩体变形情况，并检测泵注压力和应变变化。本发明可以直观的对水力裂缝和天然裂缝之间的相互作用力学关系进行分析，并可精确研究流量在相遇天然裂缝后的分配问题，同时对水力压裂的起裂规律、因水力裂缝扩展导致的岩体变形、不同强度天然裂缝张开、重启或者错断等复杂力学行为进行直观观测。