摘要
현재 수압파쇄는 셰일 오일 및 가스 채굴의 핵심 기술입니다. 균열이 확장되는 과정에서 천연 균열을 만나게 되며, 천연 균열과 만난 후 균열 확장 특성은 균열 네트워크 형성에 뚜렷한 영향을 미쳐 최종 수압파쇄 개조 효과에 영향을 주므로, 균열과 천연 균열의 상호작용에 대한 연구가 필요합니다. ABAQUS 소프트웨어를 기반으로 균열 확장 형태 및 인장 파괴를 고려하여 격층 효과 하에서 2차원 수압 균열과 천연 균열의 교차 과정을 시뮬레이션하고, 다양한 응력 차, 교차 각도, 저류층 응력 차 및 저류층 탄성 계수 차이가 수압 균열 거동에 미치는 영향을 고려했습니다. 시뮬레이션 결과, 격층 효과 하에서 균열의 파괴 정도와 개방 효과가 더 우수하며, 응력 차가 증가함에 따라 천연 균열의 개방 효과가 더 나빠져 결국 수압 균열이 천연 균열을 통과합니다. 교차 각도가 작을 때는 격층 효과가 균열 확장 경로에 영향을 미치지 않으며, 천연 균열은 상부 부분만 개방되고 균열의 개방 정도가 더 좋습니다. 교차 각도가 증가함에 따라 천연 균열의 개방 효과가 더 좋아지며, 교차 각도가 90°일 때 수압 균열이 천연 균열을 직접 관통합니다. 저류층 간 응력 차가 증가함에 따라 교차점에서 공극 압력이 증가하고 천연 균열 개방 효과가 더 좋아지며, 층간 응력 차가 일정 값을 초과하면 수압 균열이 천연 균열을 통과합니다. 저류층 간 탄성 계수 차이가 클수록 지층의 내성은 더 강해지고 교차점에서 공극 압력이 증가하며, 두 요인의 상호작용에 의해 균열 확장 거동이 결정됩니다. 층간 탄성 계수 차이가 작거나 클 때 천연 균열의 개방 효과가 더 좋습니다.
关键词
수압파쇄; 저류층 효과; 수압 균열; 천연 균열; 수치 시뮬레이션