天然裂缝影响下的花岗岩水力裂缝扩展数值模拟
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本文为国家重点研发计划项目(编号2018YFB1501800)和国家自然科学基金青年基金项目(编号41807208)共同资助成果。


Numerical simulation of granite hydraulic fracture propagation under the influence of natural fractures
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    摘要:

    水力压裂技术是成功实现干热岩资源开发利用的重要手段之一,数值模拟技术能够精准预测水力裂缝扩展。针对典型花岗岩,借助黏性单元法,分别模拟了致密花岗岩和天然裂缝存在情况下的水力裂缝扩展特征,得出以下结论:致密花岗岩的水力裂缝形态单一,天然裂缝的存在增加了压裂后裂缝的复杂性;致密花岗岩水力裂缝拓展主要分为憋压和拓展两个交替往复的阶段,当存在天然裂隙时,水力压裂过程会变得复杂;天然裂缝存在时,水力裂缝的缝长和缝宽分别为致密花岗岩的5. 7倍和1. 7倍;缝网的形成需要借助复杂的压裂工艺实现。研究结果可以为增强型地热系统(EGS)储层水力刺激工作提供理论支持。

    Abstract:

    Hydraulic fracturing technology is one of the most important technical means to successfully realize the exploitation and utilization of HDR resources. Numerical simulations can accurately predict hydraulic fracture propagation. Cohesive- zone- model was used to simulate the hydrofracture propagation characteristics of dense granite, and granite with natural fractures. The hydraulic fracture of dense granite is a simple crack. The existence of natural fractures increases the complexity of hydro- fractures. The hydrofracture development of tight granite can be divided into two phases: compression and expansion. Hydraulic fracturing can be complicated when natural fractures exist, and the length and width of hydraulic fractures are respectively 5. 7 and 1. 7 times those in dense granite. The formation of a complex fracture network needs special fracturing technology. These research results can provide theoretical support for hydraulic stimulation of an EGS reservoir.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王璜,王贵玲,岳高凡,甘浩男.2020.天然裂缝影响下的花岗岩水力裂缝扩展数值模拟[J].地质学报,94(7):2124-2130.
WANG Huang, WANG Guiling, YUE Gaofan, GAN Haonan.2020. Numerical simulation of granite hydraulic fracture propagation under the influence of natural fractures[J]. Acta Geologica Sinica,94(7):2124-2130.

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  • 收稿日期:2020-04-23
  • 最后修改日期:2020-05-13
  • 录用日期:2020-05-14
  • 在线发布日期: 2020-05-19
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