煤矿砂岩横向切槽真三轴定向水力压裂试验-论文

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文件名称：煤矿砂岩横向切槽真三轴定向水力压裂试验-论文
文件大小：5.32MB
文件格式：PDF
更新时间：2021-07-08 08:19:59
细砂岩 真三轴 横向切槽 定向水力压裂 裂缝扩展 为揭示煤矿基本顶细砂岩定向水力压裂裂缝起裂、扩展规律，在煤矿井下原位获取300 mm×300 mm×300 mm大尺寸细砂岩，在试样正中布置直径26 mm的压裂孔，采用专用切槽钻头垂直钻孔轴向预制长12 mm的三维楔形横槽，开展大型真三轴定向水力压裂试验与高能工业CT扫描，研究了原生层理方向与水平应力差对水力裂缝起裂压力、扩展形态、水压-时间曲线、压裂体积的影响规律，并引入定向偏转距概念(预制切槽处裂缝沿其方向定向扩展不发生偏转的距离)来表征定向压裂效果。试验结果表明:预制横向切槽可驱使附近裂缝沿着切槽定向起裂、扩展，裂缝形态分为单一横切型和复杂“H”型;水压-时间曲线根据裂纹扩展阶段的不同，分为平缓式波动型和断崖式跌落型。水平应力差对切槽处的裂缝定向偏转距影响程度大于层理方向。高水平应力差作用下切槽尖端应力集中程度更高，穿越层理面能力更强，裂缝从切槽尖端起裂后与层理交汇后不发生偏转，切槽定向效果较好;而低水平应力差作用下裂缝扩展时遇到层理易发生转向，切槽定向效果差。高水平应力差下裂缝定向偏转距为低水平应力差下的10倍，前者切槽可定向裂缝扩展至试样边界，后者切槽仅可控制其附近裂缝扩展方