水力裂缝周围压裂区域的延伸研究
裂缝的延伸,包括水力压裂在内,都伴随着裂缝周围的某一扩展区域或者“裂缝层”的增长.这个过程或者水力压裂区(HFZ)的大小主要取决于地层的性质.本文的主要目的是确定水力压裂区的范围,这是由岩石性质和施工参数共同决定的.准确地理解水力压裂区是非常重要的,因为水力压裂区的扩展明显地增加了裂缝周围的渗透率,从而提高了碳氢化合物的产量.与仅仅生成主要的水力裂缝相比,诱导水力压裂区的产生需要更多的能量,但是注入相同体积的流体,大范围的水力压裂带会降低弹性能量.为了充分描述整个水力压裂过程,所有主要的能量贡献都应该考虑在内.习惯上,通过应用线弹性断裂力学(LEFM)来模拟水力压裂过程,我们可以预测大平面裂缝或裂缝组的产生,而不考虑主水力裂缝周围发育水力压裂区(HFZ)的可能性.本文中,提出了一种基于最小作用原理的新型水力压裂描述方法,该方法可以恰当地解释水力压裂区的潜在扩展区域.对于非常规能源,水力裂缝是通过向致密岩石储层中注入大量压裂液进行诱导产生的,因此,使用Rice-Cleary结构表达这个模型就非常方便,该结构应用的是不渗透岩石参数.具有围岩的水力压裂区之间的弹性作用可以用Eshelby夹杂理论描述.当模型用于描述单条水力裂缝传播时,模型可以简化为传统的(Geertsma-de Klerk)裂缝增长方式,这一点可以证明.因此,水力压裂区的范围及其渗透率可以通过岩石物性以及关键的施工参数(例如,注入速率等)来描述.这个模型的有效性还需要进一步研究,特别是在实验室研究领域以及现场观察分析方面.
2016-12-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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