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随着石油资源的逐年开采利用,低渗透、特低渗透油气储量所占比例在逐年上升,对低渗透、特低渗透油气层的压裂改造措施就显得越来越重要了,而压裂产生的裂缝几何形态是影响压裂处理效果的主要因素之一,因此如何控制裂缝方位和几何形态已成为亟待解决的问题。
本文根据断裂力学理论,采用最大拉应力理论即张性破裂力学准则作为压裂改造中裂缝起裂的力学准则。通过大量文献调研,分析讨论了加载速率、初始裂缝、射孔等因素对裂缝起裂及裂缝形态的影响。应用岩石力学,在分析套管射孔壁的应力集中状态的基础上,研究了其应力状态对裂缝形态的影响以及初裂缝形态与射孔方位的关系,这对人工控制裂缝形态具有一定的意义。利用建立的脉冲压裂垂直裂缝和水平裂缝扩展模型,在分析水平和垂直裂缝的发生、发展条件的基础上,研究了破裂压力和初始裂缝长的关系,证明了制造初始缝可以有效控制破裂压力。本文为人工控制裂缝提供了理论基础,为稳油控水、分层改造提供了一个新工艺。