水力压裂条件下花岗岩裂缝扩展行为与声发射特性

查看详情 浏览次数:2
单位中国地质科学院;中国地质调查局水文地质环境地质调查中心;天津市地热资源勘查开发工程研究中心;中国矿业大学资源与地球科学学院;
来源科学技术与工程
出版年2025
期号28
摘要
微震/声发射(acoustic emission, AE)技术可以有效监测干热岩储层水力压裂过程中裂缝扩展行为,为研究天然裂缝对裂缝扩展的影响,开展青海共和盆地花岗岩真三轴水力压裂室内物理模拟实验,基于含天然裂缝与完整花岗岩样品水力压裂过程中的声发射监测数据,结合注入压力曲线、裂缝形态、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)图像以及数值模拟结果,分析含天然裂缝与完整花岗岩的裂缝演化及声发射参数特征。结果表明:天然裂缝的存在显著降低了岩石的破裂压力,含天然裂缝花岗岩破裂压力(17.3 MPa)比完整花岗岩(20.8 MPa)降低了约17%。注入水压主要作用于天然裂缝面,促使其进一步扩展。但在应力分布的影响下,仍可能在最大主应力方向附近产生新的分支裂缝。当水平主应力差较大时,裂缝沿最大水平主应力方向扩展,更容易形成单一的优势通道。低水平应力差条件下,裂缝扩展受到更均匀的应力分布影响,裂缝网络向四周辐射,整体损伤面积增加,容易形成复杂的裂缝网络。声发射AF/RA值反映出花岗岩水力压裂裂缝以拉伸裂缝为主,声发射响应特征和泵送压力曲线变化具有一致性,表现出明显的阶段性演化特征。研究结果可为现场微震监测水力压裂过程提供参考。

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

京ICP备 05064591号 京公网安备11010802017129号

建议浏览器: 火狐、谷歌、微软 Edge、不支持 IE