大尺寸真三轴煤岩水力压裂模拟试验与裂缝扩展分析
【摘要】 水力压裂是一项广泛应用于低渗煤层的卸压增透技术。为了深入研究煤岩受力、天然裂缝、泵注排量对水力裂缝扩展规律及空间结构的影响，采用大尺寸真三轴水力压裂试验系统、压裂液中添加示踪剂等方式，在真三轴条件下对大尺寸煤岩进行了水力压裂试验。通过剖切压裂试样描述了水力裂缝扩展和空间展布规律，分析了裂缝宽度与应力之间的关系，并初步探讨了煤岩水力裂缝网络的形成机制。结果表明:（1）水力裂缝自割理处起裂并沿割理扩展、连接割理，进而形成复杂的裂缝网络结构;（2）水力裂缝受应力条件作用明显，当最大水平主应力和垂向应力相近，且远大于最小水平主应力时，易形成复杂的裂缝形态;（3）煤岩天然裂隙的存在是形成裂缝网络结构的前提，泵注排量对裂缝网络的形成也有重要影响;（4）煤岩裂隙在局部区域影响水力裂缝转向、分叉，但最终水力裂缝在扩展过程中逐渐转向至最大主应力方向;（5）水力压裂过程中，裂缝宽度的变化不仅与煤岩所受应力有关，还受到压裂液排量、天然裂缝等因素的影响。研究结果可以为煤岩裂缝网络的形成机制、现场施工参数的选取提供技术支持。关键词:煤层气;水力压裂;裂缝扩展
