基于最大周向拉应力准则的水力裂纹起裂特征研究
赵凯凯
姜鹏飞
冯彦军
孙晓冬
程利兴
郑建伟
煤炭科学研究总院 开采研究分院,北京 100013;煤炭科学研究总院 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013;中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013
摘要：为研究水力裂紣起裂特征,优化水力压裂设计及施工,采用最大周向拉应力准则作为水力裂紣的开裂判据,推导裂紣起裂角和临界水压的计算方程.分析起裂角和临界水压与预制裂紣倾角、注入水压、应力差和孔隙压力等的关系.研究结果表明:起裂角随预制裂紣倾角的增加呈先增加后减小的趋势;随着水压增高,裂紣起裂角逐渐减小;起裂角随应力差的增加呈单调递增趋势,随孔隙水压增加呈单调递减趋势.临界水压随裂紣倾角的增加呈单调增加的趋势.整体而言,临界水压随应力差增大而增加;随预制裂紣长度的增加而逐渐降低;随断裂韧度的增加呈单调递增趋势;随孔隙水压增加呈单调递减趋势.理论预测的起裂角及临界水压与水力压裂试验结果较为吻合.研究结论可为水力压裂设计及施工提供借鉴.
关键词：定向水力压裂水力裂紣起裂角临界水压最大周向拉应力准则
分类号：TD322(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51704160)天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2018-TD-MS027)天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2019-TD-ZD008)
论文发表日期：2021-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 10-18 )
英文信息