現在、水圧破砕は頁岩油・ガス採取の重要な技術です。破砕裂缝の拡展過程で天然裂缝に遭遇し、天然裂缝に遭遇した後の破砕裂缝の拡展特性は破砕裂缝ネットワークの形成に明らかな影響を与え、最終的な破砕改造効果に影響を及ぼすため、破砕裂缝と天然裂缝の相互作用に関する研究が必要です。ABAQUSソフトウェアを基に、裂缝の拡展形式及び引張破壊を考慮し、隔層効果下での2次元水圧裂缝と天然裂缝の交差過程をシミュレーションし、異なる応力差、交差角度、貯留層応力差及び貯留層弾性係数差が水圧裂缝挙動に及ぼす影響を考慮しました。シミュレーション結果は、隔層効果下では裂缝の破壊程度と開口効果が良好であり、応力差が増加するにつれて天然裂缝の開口効果は低下し、水圧裂缝が天然裂缝を貫通するまでとなりました。交差角度が小さい場合、隔層効果は裂缝の拡展経路に影響を与えず、天然裂缝は上部のみが開口し、裂缝の開口程度は良好です。交差角度が増加すると天然裂缝の開口効果は良くなり、交差角度が90°のときには水圧裂缝が直接天然裂缝を貫通します。貯留層間の応力差が増加すると交差点での間隙圧が増大し、天然裂缝の開口効果は良好になり、層間応力差がある値を超えると水圧裂缝は天然裂缝を貫通します。貯留層間の弾性係数差が大きいほど地層の耐擾乱性が強くなり、交差点での間隙圧が増大し、両者の相互作用により裂缝の拡展挙動が決定されます。層間弾性係数差が小さいか大きい場合、天然裂缝の開口効果は良好です。

水圧破砕;貯留層効果;水圧裂缝;天然裂缝;数値シミュレーション