水力裂缝扩展与天然裂隙互馈：影响机制与渗流特性研究

本文主要探讨了天然裂隙储层在水力压裂过程中的关键特性，通过深入分析水力裂缝的起裂扩展和与天然裂隙之间的相互作用，研究了这种复杂的力学行为。作者构建了一个流固耦合离散元模型，用于模拟和理解天然裂隙与人工诱导的水力裂缝之间的交互效应。他们将这种交互模式划分为四种类型：径向应力波动性较小的径向模式、周期性变化的环向和剪切应力模式，以及分支型和横穿型这两种互馈模式。 在研究中，他们发现当注射孔的极距角发生变化时，对应力场的影响主要体现在环向和剪切应力的变化上，而径向应力则相对稳定。其中，分支型和横穿型互馈模式由于能够形成更复杂的裂缝网络，使得渗流区域广泛分布，但也可能引发天然裂隙的激活，从而改变储层的稳定性。围压差的增大促使水力裂缝总量上升，特别是砂岩基质中的拉伸裂缝占据主导地位，反映了地层压力对裂缝形成的控制作用。 侵入角的增加对天然裂隙内的裂缝类型产生了显著影响，剪切裂缝逐渐成为主要类型，这可能与岩石的几何形状和注水压力的倾斜方向有关。这些发现对于理解和优化水力压裂策略，提高天然裂隙储层的开发效率和安全性具有重要意义。 这篇论文通过对天然裂隙储层的细致分析，揭示了水力裂缝扩展和渗流形态背后的关键力学机制，为实际的油气开采提供了理论依据和技术指导。通过离散元模型的研究，科研人员可以更好地控制和预测裂缝的发展，从而实现更加精细的开采和环境保护目标。