오르도스 분지 쥬라기 층의 매장 깊이는 300~2200m 사이이며, 저수지 내에는 다수의 수평 층리가 분포하여 압력파쇄 과정에서 균열 형태와 확장 방향에 복잡한 변화를 초래한다. 실내 브라질 분리 시험을 통해 층리 영향을 고려한 쥬라기 층 심의 인장 특성을 테스트하고, 수직 층리면과 평행 층리면 아래 샘플의 인장 강도 차이를 비교하였다. 시험 데이터를 기반으로 cohesive 요소법을 사용하여 다층 층리를 대표할 수 있는 쥬라기 저수지 수압파쇄 3차원 유한요소 모델을 구축하고, 층리면 강도와 지압 차이가 수압 균열 형태 및 확장 경로에 미치는 영향을 연구하였다. 결과는 다음과 같다: 층리면 강도와 지압 차이는 수압 균열 방향 전환에 영향을 주는 주요 인자이며; 높은 층리 강도와 큰 지압 차이는 층리가 수압 균열에 미치는 제한을 줄여 수압 균열의 종방향 층간 관통 능력을 강화하며; 낮은 층리 강도와 낮은 지압 차이는 층리면을 개방시켜 균열이 수직 방향에서 층리면 방향으로 확장되게 한다. 본 연구 결과는 쥬라기 저수지 파쇄 공정 최적 설계에 대한 지침을 제공할 수 있다.

쥬라기 저수지; 층리 구조; 수압파쇄; 균열 형태; 유한 요소 시뮬레이션