第九届青年地学论坛

水力压裂是当前储层改造的有效措施，诸多学者对水力压裂裂缝的扩展规律及影响因素进行了研究，其中尺寸效应是要考虑的一个重要因素，目前实验研究的尺寸主要是室内进行的微米到米级尺度，研究结果对工业现场百米到千米级压裂施工的指导性不强，因此对更大尺寸下的水力压裂研究非常有必要。本文首次进行了野外30m（长）×30m（宽）×10m（深）尺度下砂岩地层的原位压裂实验，综合运用应变光纤、DAS光纤、微地震、电法监测、荧光示踪等技术手段监测压裂裂缝扩展过程，并在实验结束后通过人工剖切对压裂裂缝进行描述和重构。研究发现，近井地带受井筒形状的各向异性影响，裂缝沿着井筒轴向扩展，而后沿着最大地应力，垂直于最小地应力方向扩展；裂缝在扩展中存在不同空间方位的竞争起裂，与地应力、地层层理性质、压裂液压力分布等因素相关；裂缝尖端存在大量羽状裂缝，裂缝的起裂存在明显裂缝带构成的塑性区；压裂液滞后于裂缝尖端，存在水楔效应，该效应影响裂缝尖端开度及裂缝塑性区。以上研究结果可为现场压裂方案设计提供更有效地指导。

水力压裂；原位中尺度；裂缝扩展；地应力；竞争起裂；塑性区；水楔效应