含结构面相似材料水力裂缝演化的实验研究

作     者：李全贵 武晓斌 胡千庭 刘乐 石佳林 宋明洋 LI Quangui;WU Xiaobin;HU Qianting;LIU Le;SHI Jialin;SONG Mingyang

作者机构：重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 

出 版 物：《煤田地质与勘探》 (Coal Geology & Exploration)

年 卷 期：2022年第50卷第8期

页      面：45-53页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 07[理学] 08[工学] 070102[理学-计算数学] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52074049) 

主　　题：水力压裂 裂缝演化 结构面 类煤岩材料 注入流量 

摘      要：结构面广泛赋存于煤系中,是影响煤岩水力压裂效果的关键因素之一。调节结构面制作时间和充填材料类型,制作不同结构面类型的煤岩试件,并开展水力压裂物理实验,探究结构面类型与注入流量对水力裂缝延伸的影响及作用机制。结果表明:当注入流量为50 mL/min时,纯样试件(无结构面)的破裂压力高于含结构面试件的破裂压力,延时结构面制备间隔时间对试件破裂压力的影响很弱,调整结构面的充填材料后试件破裂压力最大降低28.79%;随着注入流量的提高,充填材料为云母,水泥试件破裂压力、声发射振铃计数峰值增大,压力上升阶段的持续时间显著缩短,水力裂缝在结构面处的延伸模式由沿结构面延伸逐渐转向沿最大主应力方向延伸。结构面类型与注入流量对水力裂缝在结构面处延伸模式的影响,主要是由于改变了水力裂缝延伸至结构面时结构面上的应力状况,可以通过理论分析预测水力裂缝与结构面的交叉延伸模式,根据结构面上应力状况,通过调节注入流量调整水力裂缝的延伸方向。