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作者
白岳松胡耀青何睿廖兴川谭 劲易良平黄刘科曹爱武李杰
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单位
太原理工大学矿业工程学院中国石油西南油气田公司工程技术研究院西南石油大学土木工程与测绘学院西南石油大学油气藏地质与开发国家重点实验室浙江中科依泰斯卡岩石工程研发有限公司中煤科工集团沈阳研究院有限公司
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摘要
层理弱面是影响页岩油气水力裂缝穿层扩展的关键因素之一，而层理弱面强度主要由黏结强度、内摩擦角以及抗张强度决定。为探究层理弱面对水力裂缝穿层扩展的影响机理，基于三维块体离散元法建立了含层理弱面页岩压裂数值模型，研究了黏结强度、抗张强度以及内摩擦角对水力裂缝穿层和裂缝扩展形态的影响。数值模拟结果表明：层理黏结强度对水力裂缝穿层扩展存在显著影响，黏结强度较低时水力裂缝主要为横向扩展，并伴随着较大的层理激活程度；而高黏结强度下水力裂缝穿层能力较强，主要呈近圆形扩展；层理激活主要为剪切破坏，即层理抗张强度对水力裂缝扩展无明显影响，在实际工程中可忽略不计；水力裂缝的穿层能力随内摩擦角的增大而增强，在低内摩擦角下水力裂缝易沿层理扩展。
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关键词
层理强度水力压裂三维离散元法页岩穿层扩展
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金资助项目（42002271）；四川省自然科学基金资助项目（2022NSFSC1007）；西南石油大学自然科学“启航计划”资助项目（2022QHZ009）；
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文章目录
1 三维压裂数值建模
1.1 含层理页岩压裂数值模型
1.2 模型验证
2 三维水力裂缝穿层模拟结果
2.1 层理黏结强度对水力裂缝穿层的影响
2.2 层理抗张强度对水力裂缝穿层的影响
2.3 层理内摩擦角对水力裂缝穿层的影响
2.4 结果讨论
3 结语
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引用格式
白岳松,胡耀青,何睿,廖兴川,谭劲,易良平,黄刘科,曹爱武,李杰.页岩层理弱面对裂缝穿层扩展的影响数值模拟研究[J].煤矿安全,2023,54(05):240-246.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.05.034.
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