砂砾岩水力压裂裂缝扩展规律的数值模拟研究：影响因素与效应

砂砾岩水力压裂裂缝扩展规律的数值模拟研究是中国科技论文在线上的一篇首发论文，由李连崇和孟庆民合作完成。砂砾岩作为储油层的一种特殊类型，其特性主要包括岩性不均匀、渗透率变化大、孔隙度低、连通性差以及复杂的孔隙结构和非均匀性。这些特性使得在进行水力压裂改造时，裂缝的形成和扩展变得相当复杂，难以精确控制。 本文的研究着重于使用数值计算方法来探究影响砂砾岩压裂裂缝扩展的关键因素。研究内容涵盖了地应力场的作用，即主应力差对裂缝走向的影响，随着主应力差增大，裂缝从整体绕砾扩展转为穿砾扩展，导致对称主裂纹的长度差异，并且起裂压力和失稳压力会相应减小。砾石含量的增加反映了试样的宏观非均匀性，尽管对起裂压力的影响不大，但失稳压力会随着砾石含量的上升而增大，且起裂压力与失稳压力的差距也随之增大。 砾石粒径对裂缝扩展也有显著影响，粒径过大会主要促使主裂纹绕砾扩展，而粒径过小则可能导致相同趋势。然而，砾石粒径对起裂压力的影响受到其排列的随机性影响，所以对起裂压力的影响相对较小。至于失稳压力，其变化趋势表现为先随砾石粒径增大而后减小。 最后，砾石的力学强度也直接影响裂缝路径，强度较高的砾石会导致主裂纹绕砾扩展，而强度较低的则会让裂缝穿砾而行。论文引用了中图分类号：TU455.2，这表明该研究是地质工程与石油技术领域的重要贡献，对于理解和优化砂砾岩油藏的水力压裂过程具有重要的理论和实践价值。