基于离散元数值法的页岩压裂复杂网络裂缝研究

 Study on complex network fractures of shale fracturing based on discrete element method

李玉梅 思娜 吕炜 宋杰 张涛 于丽维

页岩气藏天然裂缝发育，非均质性强，连续介质模型不能准确表征页岩储层特征。基于离散裂缝网 络模型（DFN）和渗流-应力耦合数值算法，建立了水力压裂裂缝与天然裂缝相互作用的数值计算模型，利用该模 型开展了相邻多裂缝间距、力学特性参数等对缝网扩展及连通性影响规律研究。结果表明，无论天然裂缝网络如 何分布或者水力裂缝长短，次生人造水力裂缝的形成可稳定先压水力裂缝顶端天然裂缝的剪切破坏区域。水力裂 缝尖端处的天然裂缝开度较大，裂缝间距越大，剪切破坏面积越大，缝距在一定范围内可实现远井带网缝贯通的可 行性；内摩擦角对天然网络裂缝连通面积影响较大，较小的内摩擦角，易于形成复杂网络裂缝；不同天然裂缝倾角 组合条件下复杂网络裂缝连通面积不同。研究结果可为页岩气井复杂网络裂缝形成预测提供理论依据。