오르도스 분지 연장군에는 점토 셰일과 미세 입자의 사질암이 퇴적되어 풍부한 셰일 오일 자원을 보유하고 있으며, 탐사 개발 평가 자원량은 수십억 톤에 달한다. 그러나 셰일 오일 저류층의 가동성이 낮고, 지층의 매장 깊이가 얕으며, 수평층리, 단층 및 단열이 발달하고 균열 확장 형태는 알려지지 않아 체적 압쇄 개조가 어렵다. 7개 구간의 지하 저류층에서 얻은 전경도 치밀한 사질 점토암 및 셰일 코어를 시멘트로 포장하는 방법을 이용해 삼축 실내 압쇄 모사 실험을 수행하여 수압 균열 형태를 획득하고 약한 응력장 하에서 셰일 오일 저류층 수압 균열 확장 기제를 밝히고자 하였다. 실험 결과, 셰일 오일 저류층의 층상 구조가 비교적 치밀하고 암석 입자 간 접착성이 약해 압쇄액이 층리를 따라 쉽게 침투하며, 수직 응력과 최소 수평 주응력의 차이가 2 MPa 미만일 때 수압 균열 형태는 주로 수평 균열이며, 압쇄액은 주로 층리 또는 수평 천연 균열을 따라 침투한다. 수직 응력과 최소 수평 주응력의 차이가 7 MPa로 증가할 경우 수직 관통층 균열이 나타나 국부적 계단을 형성하며 약한 접착 층리면에 포착된 후 층리를 따라 침투·연장된다. 따라서 압쇄 시 수직 응력과 최소 수평 주응력 차가 큰 영역(정공이 산 정상에 위치)이 우선적으로 선택되어야 하며, 이는 수압 균열의 수직 연장을 촉진하여 저류층의 체적 압쇄 효과를 증가시키고 셰일 오일 생산량을 향상시키며 경제적 이익을 증대시킨다.

층상형 셰일 오일 저류층; 수압 압쇄 실험; 최대 수평 주응력; 수압 균열 형태; 천연 균열; 수치 모사