第八届青年地学论坛

致密砂岩储层的压裂改造需要形成复杂的缝网结构，而不同类型的裂缝在压裂过程中的扩展方向差别较大，主要取决于裂缝的应力状态。为了深入研究岩石破裂机理并实现高效能源开采，必须了解压裂过程中裂缝的应力状态对裂纹扩展的影响。然而，由于岩石破裂过程的复杂性，目前还没有可行的方法来获取裂缝的扩展的动态演化过程和破裂扩展方向。
本文通过利用三点弯曲试验和剪切贯穿试验的声发射监测数据，建立了包括酸化前后拉伸和剪切裂纹的声发射数据集，并应用神经网络模型识别了酸化与否和剪切裂纹，结合致密砂岩酸预处理后的真三轴CO2和水力压裂声发射数据，揭示了压裂过程中砂岩内部裂纹的动态演化过程。研究发现，压裂裂缝以酸化剪切裂缝为主，占比达70%以上；在裂缝扩展中，往往是先产生酸化拉伸裂隙，紧随其后在相同位置产生酸化剪切裂隙，而后由酸化剪切裂隙继续向外扩展；砂岩内部初始裂纹形成后，压裂流体难以始终充填裂缝，流体压力主要通过对应力场的扰动产生酸化剪切裂隙促进裂隙扩展；在压裂过程中，酸化拉伸裂隙分布较为分散，主要出现在压裂活动的早期阶段。本研究为压裂改造提供了新的思路和方法，对于深入了解致密砂岩储层裂缝演化机制和实现高效能源开采具有重要意义。
 

流体压裂，裂纹扩展，破裂识别，无监督学习