考虑地下水害防治的水力压裂缝形态分布特征研究_中国煤炭行业知识服务平台

考虑地下水害防治的水力压裂缝形态分布特征研究

作者

李亚坤王志荣胡凯陈玲霞
单位

郑州大学水利科学与工程学院
摘要

为深入探讨裂隙性储层水力压裂缝的穿隙特征及影响因素，基于RFPA2D有限元软件，根据焦作矿区煤岩测试结果，模拟岩石破裂过程，分析裂缝形成的主导因素；其次，运用ABAQUS中Cohesive单元，考虑裂缝尖端应力场和煤层内部原生裂隙系统的耦合作用，根据该矿区地质条件和二1煤层物理力学参数，建立有限元分析模型，并进行压裂缝延伸的数值模拟。结果表明：不同地质条件下压裂缝延伸路径分为3种基本模式，即定向直线延伸、转向折线延伸和二次转向折线延伸；裂缝尖端应力差、原生裂隙发育特征是影响水力压裂缝形态与分布的关键因素。在应力差较小时，原生裂隙的力学性能对压裂缝分布形态起主导作用，随着应力差增大，其主导作用逐渐减弱。应力差过小、原生裂隙强度过弱，均易在原生裂隙处发生交叉转向，从而容易触及含水层，诱发各种地下水害。
关键词

穿隙水力压裂RFPA2D软件Cohesive单元裂缝延伸特征数值模拟
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目（41272339）；河南省自然科学基金资助项目（182300410149）；
引用格式

李亚坤,王志荣,胡凯,陈玲霞.考虑地下水害防治的水力压裂缝形态分布特征研究[J].河南理工大学学报(自然科学版),2023,42(02):34-41.DOI:10.16186/j.cnki.1673-9787.2020100066.
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